JP4260005B2 - Coating agent - Google Patents
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Description
【０００１】
技術分野
本発明は、コーティング剤に関するものであり、特に、光触媒機能の強化、及び効率化を図る技術に関するものである。
【０００２】
背景技術
従来、コーティング剤や塗料などに光触媒体を含有させて、建材や構造物などに塗膜を形成することによって、建材や構造物などの表面に光触媒機能を持たせる技術が提案されている。詳しくは、光触媒体に光が照射されることによる光触媒機能、即ち光触媒体の酸化還元作用に基づく有機物分解作用による殺菌、脱臭、浄化機能を、光触媒体を含有している塗膜が形成された建材や構造物などの表面上で発揮させる技術である。
ここで、従来における、光触媒機能を有するコーティング剤や塗料においては、光半導体等の光触媒体と、コロイド状粒子とを分散したものがあるが、薄い塗膜上においても光触媒の有機物分解作用等の能力を十分に機能させる必要があるとして、光半導体等の光触媒体の濃度を比較的高濃度（例えば、２０％以上）とし、さらに、光触媒体が高濃度であっても、コロイド状態を維持してコーティング剤や塗料としての機能を持たせるために、増粘剤や増膜剤等の添加剤を投入していた。
また、従来、光触媒体の表面をアパタイト等のリン酸カルシウムで被覆して光触媒複合体とすることにより、有害物質を吸着しやすくし、また、アパタイトがスペーサーとなって光触媒体が直接基材と接触しないようにして、基材自体の分解、劣化を防止する技術が提案されている（特開平１０−２４４１６６号公報）。特に、この技術によれば、リン酸カルシウムの吸着能と光触媒体の分解能が好適に組み合わされた効果も有したものとしている。詳しくは、リン酸カルシウムによって吸着した細菌や有機物質等を上記光触媒体が分解するため、リン酸カルシウムの吸着面が吸着物で飽和するのを好適に防止しえるため、リン酸カルシウムの吸着能が低下してしまうのを防止することができるという独特な効果である。
しかし、そのように増粘剤などの添加物を多く投入すると、それらの添加物によって光触媒体が隠されてしまうため、上記光触媒体に光が十分に照射されないという課題があった。そのため、光触媒体が十分に光触媒機能を発揮することができず、上記光触媒体を多量に投入したとしても薄い塗膜上においては十分な光触媒機能を得ることができなかった。
以上のように、従来における光触媒機能を有するコーティング剤や塗料においては、光触媒の有機物分解作用等の能力を十分に機能させることが可能な塗膜を形成することが困難であった。
そこで、本発明は、光触媒の有機物分解作用等の能力を十分に機能させることが可能で、特に、薄い塗膜上でも該能力を十分に発揮できるコーティング剤を提供することを目的とする。
【０００３】
発明の開示
本発明は上記問題点を解決するために創作されたものであって、第１には、コーティング剤であって、コロイド状粒子と、上記コロイド状粒子の粒径の１／１０以下の粒径を有し、コロイド状粒子の表面に吸着した光半導体粒子と、を有することを特徴とする。
この第１の構成のコーティング剤においては、コロイド状粒子の表面に光半導体粒子が吸着した状態となっているため、上記光半導体粒子は上記コロイド状粒子の表面において効率よく光の照射を受けることができ、安定して光触媒機能を発揮することができる。さらに、上記光半導体粒子は上記コロイド状粒子の表面で全体的に受光することができるため、上記光半導体粒子を分散させた場合のように上記光半導体粒子同士で光の照射を妨げあうことがないため、顕著に効率を高めることが可能になる。従って、光触媒体の有機物分解作用等の能力を十分に機能させることが可能になる。また、上記コロイド状粒子の粒径が、上記光半導体粒子の粒径の１０倍以上であるため、上記コロイド状粒子の表面に多数の上記光半導体粒子が吸着することができる。従って、光半導体粒子が吸着している表面積を非常に大きいものとすることができるため、光触媒の有機物分解作用等の能力を十分に機能させることが可能になる。なお、上記コロイド状粒子の粒径が、上記光半導体粒子の粒径の１〜１０００倍であるようにしてもよい。
また、第２には、上記第１の構成において、上記コーティング剤全体における上記光半導体粒子の含有量を、重量比０．１〜１０％としたことを特徴とする。つまり、上記光半導体粒子のコーティング剤全体の重量における含有量を、重量比０．１〜１０％とする。この第２の構成のコーティング剤においては、上記光半導体粒子の含有量を、重量比０．１〜１０％（パーセント）としているため、光半導体粒子の含有量が低く抑制されている。そのため、コロイド状態を維持するための増粘剤などの添加物を多く投入する必要がないため、それらの添加物によって光半導体粒子が隠されてしまうのを抑制することができる。従って、上記光半導体粒子に光が十分に照射されるため、光半導体粒子が十分に光触媒機能を発揮することができ、薄い塗膜上においても光触媒の有機物分解作用等の能力を十分に機能させることが可能になる。
また、第３には、上記第１又は第２の構成において、上記光半導体粒子が、コロイド状粒子の表面に１層〜５層の範囲で吸着していることを特徴とする。このように１層から５層程度とすることにより、光半導体粒子の光触媒機能を十分果たすことができると同時に、添加剤等を投入しなくてもコロイド状態を維持してコーティング剤や塗料としての機能を持たせることができる。
【０００４】
また、第４には、コーティング剤であって、コロイド状粒子と、上記コロイド状粒子の粒径の１／１０以下の粒径を有し、コロイド状粒子の表面に吸着した被覆光半導体粒子であって、光半導体粒子を吸着機能物質で被覆してなる被覆光半導体粒子と、を有することを特徴とする。
この第４の構成のコーティング剤においては、コロイド状粒子の表面に上記被覆光半導体粒子が吸着した状態となっているため、上記被覆光半導体粒子は上記コロイド状粒子の表面において効率よく光の照射を受けることができ、安定して光触媒機能を発揮することができる。さらに、上記被覆半導体粒子は上記コロイド状粒子の表面で全体的に受光することができるため、上記被覆光半導体粒子を分散させた場合のように上記被覆光半導体粒子同士で光の照射を妨げあうことがないため、顕著に効率を高めることが可能になる。従って、光触媒体の有機物分解作用等の能力を十分に機能させることが可能になる。また、光半導体粒子は吸着機能物質により被覆されているので、有害物質の吸着能力を向上させることができ、また、吸着機能物質により光半導体粒子が他の粒子等と直接接触しないので、光半導体の触媒作用によって、バインダーや基材等が分解されてしまうのを防止することができる。つまり、プライマーとしてのバインダーやコーティング剤にバインダーを混入させた場合の該バインダー等が分解されてしまうのを防止することができ、また、コーティング剤を繊維やプラスチックに直接塗布することも可能となる。また、上記コロイド状粒子の粒径が、上記光半導体粒子の粒径の１０倍以上であるため、上記コロイド状粒子の表面に多数の上記被覆光半導体粒子が吸着することができる。従って、光半導体粒子が吸着している表面積を非常に大きいものとすることができるため、光触媒の有機物分解作用等の能力を十分に機能させることが可能になる。
また、第５には、上記第４の構成において、上記コーティング剤全体における上記被覆光半導体粒子の含有量を、重量比０．１〜１０％としたことを特徴とする。つまり、上記被覆光半導体粒子のコーティング剤全体の重量における含有量を、重量比０．１〜１０％とする。この第５の構成のコーティング剤においては、上記被覆光半導体粒子の含有量を、重量比０．１〜１０％（パーセント）としているため、被覆光半導体粒子の含有量が低く抑制されている。そのため、コロイド状態を維持するための増粘剤などの添加物を多く投入する必要がないため、それらの添加物によって光半導体粒子が隠されてしまうのを抑制することができる。従って、上記光半導体粒子に光が十分に照射されるため、光半導体粒子が十分に光触媒機能を発揮することができ、薄い塗膜上においても光触媒の有機物分解作用等の能力を十分に機能させることが可能になる。
【０００５】
また、第６には、コーティング剤であって、コロイド状粒子と、上記コロイド状粒子の粒径の１／１０以下の粒径を有し、コロイド状粒子の表面に吸着した被覆光半導体粒子であって、光半導体粒子を吸着機能物質で被覆してなる被覆光半導体粒子と、上記コロイド状粒子の粒径の１／１０以下の粒径を有し、コロイド状粒子の表面に吸着した光半導体粒子と、を有することを特徴とする。
この第６の構成のコーティング剤においては、コロイド状粒子の表面に上記被覆光半導体粒子と光半導体粒子とが吸着した状態となっているため、上記被覆光半導体粒子と光半導体粒子とは上記コロイド状粒子の表面において効率よく光の照射を受けることができ、安定して光触媒機能を発揮することができる。さらに、上記被覆半導体粒子と光半導体粒子とは上記コロイド状粒子の表面で全体的に受光することができるため、上記被覆光半導体粒子と光半導体粒子とを分散させた場合のように上記被覆光半導体粒子同士で光の照射を妨げあうことがないため、顕著に効率を高めることが可能になる。従って、光触媒体の有機物分解作用等の能力を十分に機能させることが可能になる。また、光半導体粒子は吸着機能物質により被覆されているので、有害物質の吸着能力を向上させることができる。また、被覆光半導体粒子のみならず、被覆されていない光半導体粒子も含まれているので、十分な光触媒効果を得ることが可能となる。上記コロイド状粒子の粒径が、上記光半導体粒子の粒径の１０倍以上であるため、上記コロイド状粒子の表面に多数の上記光半導体粒子が吸着することができる。従って、光半導体粒子が吸着している表面積を非常に大きいものとすることができるため、光触媒の有機物分解作用等の能力を十分に機能させることが可能になる。
また、第７には、上記第６の構成において、上記コーティング剤全体における上記光半導体粒子の含有量を、重量比０．１〜１０％としたことを特徴とする。つまり、上記光半導体粒子のコーティング剤全体の重量における含有量を、重量比０．１〜１０％とする。よって、上記光半導体粒子の含有量を、重量比０．１〜１０％（パーセント）としているため、光半導体粒子の含有量が低く抑制されている。そのため、コロイド状態を維持するための増粘剤などの添加物を多く投入する必要がないため、それらの添加物によって光半導体粒子が隠されてしまうのを抑制することができる。従って、上記光半導体粒子に光が十分に照射されるため、光半導体粒子が十分に光触媒機能を発揮することができ、薄い塗膜上においても光触媒の有機物分解作用等の能力を十分に機能させることが可能になる。
また、第８には、上記第４から第７までのいずれかの構成において、上記吸着機能物質が、多孔質リン酸カルシウムであることを特徴とする。
また、第９には、上記第８の構成において、上記多孔質リン酸カルシウムが、水酸アパタイト、炭酸アパタイト、フッ化アパタイトの内から選ばれた少なくとも一種のリン酸カルシウムであることを特徴とする。
また、第１０には、上記第８又は第９の構成において、上記光半導体粒子に被覆された多孔質リン酸カルシウムは、光半導体粒子を疑似体液に浸積することにより、光半導体粒子の表面に多孔質リン酸カルシウムを被覆させたものであることを特徴とする。
また、第１１には、上記第４から第１０までのいずれかの構成において、上記被覆光半導体粒子が、コロイド状粒子の表面に１層〜５層の範囲で吸着していることを特徴とする。このように１層から５層程度とすることにより、光半導体粒子の光触媒機能を十分果たすことができると同時に、添加剤等を投入しなくてもコロイド状態を維持してコーティング剤や塗料としての機能を持たせることができる。
また、第１２には、上記第１から第１１までのいずれかの構成において、上記コーティング剤には、粒径の異なる上記コロイド状粒子が含有されていることを特徴とする。つまり、上記コロイド状粒子は、粒径の異なるコロイド状粒子から構成される。この第１２の構成のコーティング剤においては、粒径の異なるコロイド状粒子が含有されているので、大径のコロイド状粒子の回りの隙間に小径のコロイド状粒子が入り込むため、空間が埋められてコーティング剤の密度を高めることができる。そのため、光触媒機能を高めることができるとともに、隠蔽性を上げることができるため塗布面への紫外線の透過を抑制でき塗布素材の保護機能の強化を図ることができる。
また、第１３には、上記第１から第１２までのいずれかの構成において、上記コロイド状粒子が、フッ素エマルジョン粒子と、アクリルエマルジョン粒子と、アクリルシリコンエマルジョン粒子と、アクリルウレタンエマルジョン粒子における少なくともいずれかであることを特徴とする。
【０００６】
また、第１４には、コーティング剤であって、第１のコロイド状粒子と、上記第１のコロイド状粒子の粒径の１／１０以下の粒径を有し、第１のコロイド状粒子の表面に吸着した光半導体粒子と、上記第１のコロイド状粒子の粒径の１／１０以下の粒径を有し、多孔質コロイド状粒子により形成され、第１のコロイド状粒子の表面に吸着した第２のコロイド状粒子と、を有することを特徴とする。
この第１４の構成のコーティング剤においては、第１のコロイド状粒子の表面に光半導体粒子が付着した状態となっているため、上記光半導体粒子は上記第１のコロイド状粒子の表面において効率よく光の照射を受けることができ、安定して光触媒機能を発揮することができる。さらに、上記光半導体粒子は上記第１のコロイド状粒子の表面で全体的に受光することができるため、上記光半導体粒子を分散させた場合のように上記光半導体粒子同士で光の照射を妨げあうことがないため、顕著に効率を高めることが可能になる。従って、光触媒体の有機物分解作用等の能力を十分に機能させることが可能になる。また、上記第１のコロイド状粒子の表面に第２のコロイド状粒子がさらに吸着された状態となっている。よって、上記コーティング剤が上記第２のコロイド状粒子の機能をも有するものとなり、多孔質コロイドであるのでコーティング剤が塗布面に接着する際の接着機能を果たすとともに、上記第１のコロイド状粒子と光半導体粒子との接着を補助する機能も果たす。また、上記コロイド状粒子の粒径が、上記光半導体粒子の粒径及び第２のコロイド状粒子の粒径の１０倍以上であるため、上記コロイド状粒子の表面に多数の上記光半導体粒子と第２のコロイド状粒子が吸着することができる。従って、光半導体粒子が吸着している表面積を非常に大きいものとすることができるため、光触媒の有機物分解作用等の能力を 十分に機能させることが可能になる。
また、第１５には、上記第１４の構成において、上記多孔質コロイド状粒子が、多孔質ゾル粒子であることを特徴とする。
また、第１６には、上記第１４又は第１５の構成において、上記コーティング剤全体における上記光半導体粒子の含有量を、重量比０．１〜１０％としたことを特徴とする。つまり、上記光半導体粒子のコーティング剤全体の重量における含有量を、重量比０．１〜１０％とする。この第１６の構成のコーティング剤においては、上記光半導体粒子の含有量を、重量比０．１〜１０％（パーセント）としているため、光半導体粒子の含有量が低く抑制されている。そのため、コロイド状態を維持するための増粘剤などの添加物を多く投入する必要がないため、それらの添加物によって光半導体粒子が隠されてしまうのを抑制することができる。従って、上記光半導体粒子に光が十分に照射されるため、光半導体粒子が十分に光触媒機能を発揮することができ、薄い塗膜上においても光触媒の有機物分解作用等の能力を十分に機能させることが可能になる。
また、第１７には、上記第１４から第１６までのいずれかの構成において、上記光半導体粒子の粒径に対する上記第２のコロイド粒子の粒径が、１〜１．５倍であることを特徴とする。この第１７の構成のコーティング剤においては、上記光半導体粒子の粒径に対する上記第２のコロイド状粒子の粒径が、１〜１．５倍であるため、上記光半導体粒子の粒径と上記第２のコロイド状粒子の粒径が同径又は近似したものとなる。そのため、上記光半導体の機能と上記多孔質コロイドの機能を良好にバランスよく発揮することができる。なお、上記光半導体粒子の粒径に対する上記第２のコロイド粒子の粒径が、０．５〜１．５倍であるようにすることも考えられる。
また、第１８には、上記第１４から第１７までのいずれかの構成において、上記光半導体粒子と上記第２のコロイド状粒子により構成される層が１層〜５層の範囲内で積層している層群が、上記第１のコロイド状粒子の表面に吸着していることを特徴とする。このように１層から５層程度とすることにより、光半導体粒子の光触媒機能を十分果たすことができると同時に、添加剤等を投入しなくてもコロイド状態を維持してコーティング剤や塗料としての機能を持たせることができる。
【０００７】
また、第１９には、コーティング剤であって、第１のコロイド状粒子と、上記第１のコロイド状粒子の粒径の１／１０以下の粒径を有し、第１のコロイド状粒子の表面に吸着した被覆光半導体粒子であって、光半導体粒子を吸着機能物質で被覆してなる被覆光半導体粒子と、上記第１のコロイド状粒子の粒径の１／１０以下の粒径を有し、多孔質コロイド状粒子により形成され、第１のコロイド状粒子の表面に吸着した第２のコロイド状粒子と、を有することを特徴とする。
この第１９の構成のコーティング剤においては、第１のコロイド状粒子の表面に被覆光半導体粒子が付着した状態となっているため、上記被覆光半導体粒子は上記第１のコロイド状粒子の表面において効率よく光の照射を受けることができ、安定して光触媒機能を発揮することができる。さらに、上記被覆光半導体粒子は上記第１のコロイド状粒子の表面で全体的に受光することができるため、上記被覆光半導体粒子を分散させた場合のように上記光半導体粒子同士で光の照射を妨げあうことがないため、顕著に効率を高めることが可能になる。従って、光触媒体の有機物分解作用等の能力を十分に機能させることが可能になる。また、上記第２のコロイド状粒子を有するため、上記第１のコロイド状粒子の表面に第２のコロイド状粒子がさらに吸着された状態となっている。よって、上記コーティング剤が上記第２のコロイド状粒子の機能をも有するものとなり、多孔質コロイドであるのでコーティング剤が塗布面に接着する際の接着機能を果たすとともに、上記第１のコロイド状粒子と被覆光半導体粒子との接着を補助する機能も果たす。また、上記コロイド状粒子の粒径が、上記被覆光半導体粒子の粒径及び第２のコロイド状粒子の粒径の１０倍以上であるため、上記コロイド状粒子の表面に多数の上記被覆光半導体粒子と第２のコロイド状粒子が吸着することができる。従って、被覆光半導体粒子が吸着している表面積を非常に大きいものとすることができるため、光触媒の有機物分解作用等の能力を十分に機能 させることが可能になる。
また、第２０には、上記第１９の構成において、上記多孔質コロイド状粒子が、多孔質ゾル粒子であることを特徴とする。
また、第２１には、上記第１９又は第２０の構成において、上記コーティング剤全体における上記被覆光半導体粒子の含有量を、重量比０．１〜１０％としたことを特徴とする。つまり、上記被覆光半導体粒子のコーティング剤全体の重量における含有量を、重量比０．１〜１０％とする。この第２１の構成のコーティング剤においては、上記被覆光半導体粒子の含有量を、重量比０．１〜１０％（パーセント）としているため、被覆光半導体粒子の含有量が低く抑制されている。そのため、コロイド状態を維持するための増粘剤などの添加物を多く投入する必要がないため、それらの添加物によって光半導体粒子が隠されてしまうのを抑制することができる。従って、上記光半導体粒子に光が十分に照射されるため、光半導体粒子が十分に光触媒機能を発揮することができ、薄い塗膜上においても光触媒の有機物分解作用等の能力を十分に機能させることが可能になる。
また、第２２には、上記第１９から第２１までのいずれかの構成において、上記被覆光半導体粒子の粒径に対する上記第２のコロイド粒子の粒径が、１〜１．５倍であることを特徴とする。この第２２の構成のコーティング剤においては、上記被覆光半導体粒子の粒径に対する上記第２のコロイド状粒子の粒径が、１〜１．５倍であるため、上記被覆光半導体粒子の粒径と上記第２のコロイド状粒子の粒径が同径又は近似したものとなる。そのため、上記光半導体の機能と上記多孔質コロイドの機能を良好にバランスよく発揮することができる。上記被覆光半導体粒子の粒径に対する上記第２のコロイド粒子の粒径が、０．５〜１．５倍であるようにすることも考えられる。
また、第２３には、上記第１９から第２２までのいずれかの構成において、上記被覆光半導体粒子と上記第２のコロイド状粒子により構成される層が１層〜５層の範囲内で積層している層群が、上記第１のコロイド状粒子の表面に吸着していることを特徴とする。このように１層から５層程度とすることにより、光半導体粒子の光触媒機能を十分果たすことができると同時に、添加剤等を投入しなくてもコロイド状態を維持してコーティング剤や塗料としての機能を持たせることができる。
【０００８】
また、第２４には、コーティング剤であって、第１のコロイド状粒子と、上記第１のコロイド状粒子の粒径の１／１０以下の粒径を有し、第１のコロイド状粒子の表面に吸着した被覆光半導体粒子であって、光半導体粒子を吸着機能物質で被覆してなる被覆光半導体粒子と、上記第１のコロイド状粒子の粒径の１／１０以下の粒径を有し、第１のコロイド状粒子の表面に吸着した光半導体粒子と、上記第１のコロイド状粒子の粒径の１／１０以下の粒径を有し、多孔質コロイド状粒子により形成され、第１のコロイド状粒子の表面に吸着した第２のコロイド状粒子と、を有することを特徴とする。
この第２４の構成のコーティング剤においては、第１のコロイド状粒子の表面に被覆光半導体粒子と光半導体粒子とが付着した状態となっているため、上記被覆光半導体粒子は上記第１のコロイド状粒子の表面において効率よく光の照射を受けることができ、安定して光触媒機能を発揮することができる。さらに、上記被覆光半導体粒子と光半導体粒子とは上記第１のコロイド状粒子の表面で全体的に受光することができるため、上記被覆光半導体粒子と光半導体粒子とを分散させた場合のように上記光半導体粒子同士で光の照射を妨げあうことがないため、顕著に効率を高めることが可能になる。従って、光触媒体の有機物分解作用等の能力を十分に機能させることが可能になる。また、上記第２のコロイド状粒子を有するため、上記第１のコロイド状粒子の表面に第２のコロイド状粒子がさらに吸着された状態となっている。よって、上記コーティング剤が上記第２のコロイド状粒子の機能をも有するものとなり、多孔質コロイドであるのでコーティング剤が塗布面に接着する際の接着機能を果たすとともに、上記第１のコロイド状粒子と被覆光半導体粒子との接着を補助する機能も果たす。また、上記コロイド状粒子の粒径が、上記被覆光半導体粒子の粒径及び第２のコロイド状粒子の粒径の１０倍以上であるため、上記コロイド状粒子の表面に多数の上記被覆光半導体粒子と第２のコロイド状粒子が吸着することができる。 従って、被覆光半導体粒子が吸着している表面積を非常に大きいものとすることができるため、光触媒の有機物分解作用等の能力を十分に機能させることが可能になる。
また、第２５には、上記第２４の構成において、上記多孔質コロイド状粒子が、多孔質ゾル粒子であることを特徴とする。
また、第２６には、上記第２４又は第２５の構成において、上記コーティング剤全体における上記被覆光半導体粒子と光半導体粒子との合計含有量を、重量比０．１〜１０％としたことを特徴とする。この第２６の構成のコーティング剤においては、上記被覆光半導体粒子と光半導体粒子の含有量を、重量比０．１〜１０％（パーセント）としているため、被覆光半導体粒子と光半導体粒子の含有量が低く抑制されている。そのため、コロイド状態を維持するための増粘剤などの添加物を多く投入する必要がないため、それらの添加物によって光半導体粒子が隠されてしまうのを抑制することができる。従って、上記被覆光半導体粒子や光半導体粒子に光が十分に照射されるため、上記被覆光半導体粒子や光半導体粒子が十分に光触媒機能を発揮することができ、薄い塗膜上においても光触媒の有機物分解作用等の能力を十分に機能させることが可能になる。
また、第２７には、上記第２４から第２６までのいずれかの構成において、上記被覆光半導体粒子及び光半導体粒子の粒径に対する上記第２のコロイド粒子の粒径が、１〜１．５倍であることを特徴とする。よって、上記被覆光半導体粒子及び光半導体粒子の粒径と上記第２のコロイド状粒子の粒径が同径又は近似したものとなるため、上記光半導体の機能と上記多孔質コロイドの機能を良好にバランスよく発揮することができる。上記被覆光半導体粒子の粒径に対する上記第２のコロイド粒子の粒径が、０．５〜１．５倍であるようにすることも考えられる。
また、第２８には、上記第２４から第２７までのいずれかの構成において、上記被覆光半導体粒子と上記光半導体粒子と上記第２のコロイド状粒子により構成される層が１層〜５層の範囲内で積層している層群が、上記第１のコロイド状粒子の表面に吸着していることを特徴とする。このように１層から５層程度とすることにより、光半導体粒子の光触媒機能を十分果たすことができると同時に、添加剤等を投入しなくてもコロイド状態を維持してコーティング剤や塗料としての機能を持たせることができる。
また、第２９には、上記第１９から第２８までのいずれかの構成において、上記吸着機能物質が、多孔質リン酸カルシウムであることを特徴とする。
また、第３０には、上記第２９の構成において、上記多孔質リン酸カルシウムが、水酸アパタイト、炭酸アパタイト、フッ化アパタイトの内から選ばれた少なくとも一種のリン酸カルシウムであることを特徴とする。
また、第３１には、上記第２９又は第３０の構成において、上記光半導体粒子に被覆された多孔質リン酸カルシウムは、光半導体粒子を疑似体液に浸積することにより、光半導体粒子の表面に多孔質リン酸カルシウムを被覆させたものであることを特徴とする。
また、第３２には、上記第１９から第３１までのいずれかの構成において、上記第１のコロイド状粒子は、粒径の異なるコロイド状粒子から構成されていることを特徴とする。
また、第３３には、上記第１９から第３２までのいずれかの構成において、上記第１のコロイド状粒子が、フッ素エマルジョン粒子と、アクリルエマルジョン粒子と、アクリルシリコンエマルジョン粒子と、アクリルウレタンエマルジョン粒子における少なくともいずれかであることを特徴とする。
【０００９】
発明を実施するための最良の形態
本発明の実施の形態としての実施例を、各実施例毎に分けて説明する。
まず、第１実施例について説明する。本第１実施例のコーティング剤（光半導体コーティング液）を形成する光触媒複合体Ｈ１は、その構造としては第１図に示すように、フッ素エマルジョン粒子（コロイド状粒子）Ａ１の表面に多数の光半導体粒子Ｂ１が吸着（付着としてもよい）されている。つまり、本実施例のコーティング剤は、複数（具体的には、多数）の光触媒複合体Ｈ１を有し、本実施例のコーティング剤は、フッ素エマルジョン粒子Ａ１と、光半導体粒子Ｂ１とを有している。そして、上記コーティング剤は、プライマーコーティング液を介して、木材等のコーティング面に吸着される。詳しくは後述する。
上記フッ素エマルジョン粒子Ａ１は、平均粒径５００ｎｍとなっている。なお、フッ素エマルジョン粒子Ａ１でなくても、他のコロイド状粒子でもよい。
また、光半導体粒子Ｂ１は、光触媒機能を有する半導体の粒子であり、例えば、二酸化チタン（より具体的には、アナターゼ型の二酸化チタンが好ましい）が用いられる。この光半導体粒子Ｂ１は、平均粒径５０ｎｍである。従って、上記フッ素エマルジョン粒子Ａ１と上記光半導体粒子Ｂ１の粒径の比は、１０対１となっている。なお、粒径とは、特に説明のない限り、粒子の直径を意味するものである（上記及び以下において同じ）。
そのため、上記フッ素エマルジョン粒子Ａ１の球表面積７８５０００ｎｍ2、上記光半導体粒子Ｂ１の球断面積１９６２．５ｎｍ2となるため、理論上では上記フッ素エマルジョン粒子Ａ１の表面には上記光半導体粒子Ｂ１が４００個（７８５０００÷１９６２．５）吸着できることになる。なお、上記光半導体粒子Ｂ１としては二酸化チタンを用いるが、カドミウムなど光触媒機能を有するものであれば適用可能である。
【００１０】
次に、本第１実施例のコーティング剤の製造方法について説明する。まず、水８６１ｇに、平均粒径５０ｎｍの光半導体粒子からなる光半導体粉体（具体的には、アナターゼ型の二酸化チタン粉体が好ましい）５０ｇを均一に分散して分散液を作る（分散液製造工程、第８図参照）。そして、その分散液に、平均粒径５００ｎｍの粒子（フッ素エマルジョン粒子）からなるフッ素エマルジョン（固形分４５％）を８９ｇ（つまり、固形分は４０．０５ｇである）混入して、均一に分散して、１０００ｇのコーティング剤を製造する（コロイド状溶液混入・分散工程、第８図参照）。この場合のフッ素エマルジョンが、上記コロイド状溶液混入・分散工程において混入される上記コロイド状溶液に当たる。
なお、光半導体粉体を５０ｇとしたのは、全体重量を１０００ｇとする前提のもとで、濃度を５％にしようとしたことに基づく。
なお、上記第１実施例のコーティング剤の製造工程においては、水に光半導体粉体を分散し、その後、フッ素エマルジョンを混入しているが、順番を逆にして、水にフッ素エマルジョンを混入、分散した後に、光半導体粉体を混入、分散してもよい。
なお、コロイド状粒子への粒子（分子）の吸着には、大別して単層吸着（ラングミュア吸着）と多分子吸着（ＢＥＴ吸着）の２種類がある。単層吸着とは、１つのコロイド状粒子に吸着する粒子は第３図（ａ）に示すように１層であるとするものであり、ラングミュア吸着論に基づくものである。多分子吸着とは、１つのコロイド状粒子に吸着する粒子は第３図（ｂ）に示すように多層であるとするものであり、ＢＥＴ吸着論に基づくものである。
ここで、コロイド状粒子への実際の吸着においては、多分子吸着が生じるのであるが、上記において、フッ素エマルジョンの処方量に対して光半導体粒子の処方量をあまり多くしても、コーティング剤としての安定性が悪くなり、特に、あまり多層に光半導体粒子を吸着させても、外側の光半導体粒子に隠れている光半導体粒子には光が当たらないことから、それほど光触媒機能が増加するものでもない。それらの点からすると、フッ素エマルジョン粒子Ａ１に対して、光半導体粒子Ｂ１が１層〜２層吸着するのが最も良好である（なお、第１図では、１層のものを示している）。また、最大でも、５層とするのが好ましい。つまり、光半導体粒子Ｂ１の層数は、１層〜５層程度とするのが好ましい。このように１層から５層程度とすることにより、光半導体粒子Ｂ１の光触媒機能を十分果たすことができると同時に、添加剤等を投入しなくてもコロイド状態を維持してコーティング剤や塗料としての機能を持たせることができる。なお、１層分では、上記のように４００個の光半導体粒子Ｂ１が吸着するので、５層とすると、計算上では、２０００個の光半導体粒子Ｂ１が吸着することになる。
なお、実際の吸着に際しては、該層数は均一になっているわけではなく、ある部分では、２層になっていても、他の部分では、１層になっている等の現象が生じる。よって、「光半導体粒子が、コロイド状粒子の表面に１層〜５層の範囲内で吸着している」と表現した場合には、１つのコロイド状粒子の表面の領域の全てに渉って１層〜５層のいずれかのみである場合（例えば、１つのコロイド状粒子の表面の領域の全てに渉って１層（２層、３層、４層、５層のいずれかでもよい）である場合）と、１つのコロイド状粒子の表面の領域の全てに渉って１層〜５層のうちのいずれかで、総数が複数種類存在する場合（例えば、１つのコロイド状粒子の表面の領域におけるある部分では２層で、他の部分では１層という場合や、１つのコロイド状粒子の表面の領域におけるある部分では４層で、他のある部分では３層で、残りの部分では２層という場合）とを含むことになる。また、「光半導体粒子が、コロイド状粒子の表面に１層〜２層の範囲内で吸着している」状態や、「光半導体粒子が、コロイド状粒子の表面に１層〜３層の範囲内で吸着している」状態等がより好適であるといえる。
なお、上記の製造方法において、フッ素エマルジョン以外に他のコロイドであってもよい。
【００１１】
上記のように製造されたコーティング剤の使用方法について説明する。このコーティング剤を使用するに当たっては、プライマーコーティング液を用いる。このプライマーコーティング液としては、アクリルシリコンエマルジョン（アニオン、平均粒径１００ｎｍ、固形分４０％）４００ｇを用いる。そして、上記プライマーコーティング液を、第２図に示すように、塗布面Ｐ１に１００ｇ／ｍ2塗布してプライマー層Ｑ１を形成し、該プライマー層Ｑ１を３０分程度自然乾燥させた後、上記コーティング剤をその上から５０ｇ／ｍ2塗布して、コーティング剤層Ｇ１を形成する。なお、上記のようなプライマーコーティング液を用いずに、本実施例のコーティング剤を直接塗布面に塗布してもよい。
このように構成される本第１実施例によるコーティング剤は、コロイド状粒子である上記フッ素エマルジョン粒子Ａ１の表面に上記光半導体粒子Ｂ１を吸着してなっているため、上記光半導体粒子Ｂ１は上記フッ素エマルジョン粒子Ａ１の表面にて、効率よく光の照射を受けることができ、安定して光触媒機能を発揮することができる。さらに、上記光半導体粒子Ｂ１は上記フッ素エマルジョン粒子Ａ１の表面で全体的に受光することができるため、上記光半導体粒子Ｂ１を分散させた場合のように上記光半導体粒子Ｂ１同士で光の照射を妨げあうことがないため、顕著に効率を高めることが可能になる。従って、薄い塗膜上においても光触媒体の有機物分解作用等の能力を十分に機能させることが可能になる。
また、上記フッ素エマルジョン粒子Ａ１と上記光半導体粒子Ｂ１との粒径の比が１０対１となっているため、上記フッ素エマルジョン粒子Ａ１の表面に多数の上記光半導体粒子Ｂ１が吸着することができる。従って、小さい容積中においても光触媒機能を有効に発揮可能な表面積を非常に大きいものとすることができるため、容積の小さい薄い塗膜上においても光触媒の有機物分解作用等の能力を十分に機能させることが可能になる。
また、上記光半導体粒子Ｂ１の含有量が重量比５％（５０ｇ／１０００ｇ）となっている。そのため、光半導体粒子Ｂ１の含有量が低いためコロイド状態を維持するための増粘剤などの添加物を多く投入する必要がないため、それらの添加物によって光半導体粒子Ｂ１が隠されてしまうのを抑制することができる。従って、上記光半導体粒子Ｂ１に光が十分に照射されるため、光半導体粒子Ｂ１が十分に光触媒機能を発揮することができ、薄い塗膜上においても光触媒の有機物分解作用等の能力を十分に機能させることが可能になる。
また、フッ素エマルジョンの処方量も、光半導体粒子がフッ素エマルジョン粒子に対して、１層〜５層（その中でも、１層〜２層が好適）吸着にするように調整されているので、コーティング剤として安定した性質を得ることが可能となる。
また、上記コーティング剤は、上述したように、上記フッ素エマルジョン粒子Ａ１と上記光半導体粒子Ｂ１との粒径の比が１０対１となっているため、上記フッ素エマルジョン粒子Ａ１の周囲に大きな空間部を形成することができる。そのため、上記コーティング剤は、十分な透光性を得ることができるとともに、十分な通気性、調湿性を備えたものとなっている。そのため、通気性が必要な木材などの天然素材へのコーティングも可能となるとともに、素材の吸湿、調湿効果も得ることができる。
【００１２】
次に、第２実施例について説明する。本第２実施例は、上記第１実施例のコーティング液と略同様の内容であるが、後述するように、コロイド状粒子としてアクリルエマルジョンを用いた点、及び光半導体表面にアパタイトを生成させて被覆させた点が異なっている。その他の構成、作用、効果については、上記第１実施例のコーティング液と略同一であるため、重複する部分の記載は一部省略する。
本第２実施例のコーティング剤（光半導体コーティング液）を形成する光触媒複合体Ｈ２は、その構造としては第４図に示すように、アクリルエマルジョン粒子（コロイド状粒子）Ａ２の表面に、被覆複合光半導体粒子Ｂ２が多数吸着されている。つまり、本実施例のコーティング剤は、複数（具体的には、多数）の光触媒複合体Ｈ２を有し、本実施例のコーティング剤は、アクリルエマルジョン粒子Ａ２と、被覆複合光半導体粒子Ｂ２とを有している。
このアクリルエマルジョン粒子Ａ２は、平均粒径１μｍである。なお、アクリルエマルジョン粒子でなくても、他のコロイド状粒子であってもよい。
また、被覆複合光半導体粒子（被覆光半導体粒子）Ｂ２は、光半導体粒子Ｂ２１と、その表面に被覆されたアパタイトＢ２２により形成されている。つまり、上記光半導体粒子Ｂ２１の表面は、上記吸着機能物質であるアパタイトＢ２２によって被覆されて複合化されている。この被覆複合光半導体粒子Ｂ２は、平均粒径５０ｎｍ、比表面積７０ｍ2／ｇである。従って、上記アクリルエマルジョン粒子Ａ２と上記被覆複合光半導体粒子Ｂ２の粒径の比は、２０対１となっている。この被覆複合光半導体粒子Ｂ２は、上記被覆光半導体粒子として機能する。
この光半導体粒子Ｂ２１は、光触媒機能を有する半導体の粒子であり、例えば、二酸化チタン（より具体的には、アナターゼ型の二酸化チタンが好ましい）が用いられる。なお、上記光半導体粒子Ｂ２１としては、二酸化チタンを用いるが、カドミウムなど光触媒機能を有するものであれば適用可能である。
また、アパタイトＢ２２は、Ｍ10（ＺＯ4）6Ｘ2の組成を持った鉱物群の総称であり、中でも骨や歯の無機成分の主成分として知られているのはＣａ10（ＰＯ4）6（ＯＨ）2で表されるハイドロキシアパタイトである。また、上記アパタイトＢ２２は、タンパク質の吸着能があることが知られており、クロマトグラフィー用の充填材としてタンパク質や核酸の分離精製に用いられている。また、インフルエンザウィルスなどのウィルスや大腸菌などの細菌類を吸着する機能も有しており、一旦吸着したウィルスは普通の条件ではアパタイトから外れることなくいつまでも吸着している。また、アンモニアやＮＯXなどのガス吸着能も有している。このアパタイトＢ２２としては、水酸アパタイト、炭酸アパタイト、フッ化アパタイト、ハイドロキシアパタイトの中から選ばれる少なくとも一種のリン酸カルシウムであることが好ましい。また、他の多孔質リン酸カルシウムであってもよい。
本実施例における光触媒複合体Ｈ２においては、上記アクリルエマルジョン粒子Ａ２と上記被覆複合光半導体粒子Ｂ２の粒径の比は、２０対１となっているので、上記アクリルエマルジョン粒子Ａ２の球表面積３１４００００ｎｍ2、上記被覆複合光半導体粒子Ｂ２の球断面積１９６２．５ｎｍ2となるため、理論上では上記アクリルエマルジョン粒子Ａ２の表面には上記被覆複合光半導体粒子Ｂ２が１６００個（３１４００００÷１９６２．５）吸着できることになる。
なお、第４図は、アパタイトＢ２２の存在を強調して表現しているが、アパタイトＢ２２の厚みは実際には極僅かである。
【００１３】
次に、本第２実施例のコーティング剤の製造方法について説明する。まず、予め、上記光半導体粒子Ｂ２１に上記アパタイトＢ２２を被覆して複合化して、被覆複合光半導体粒子Ｂ２を生成する。この場合の上記アパタイトＢ２２の被覆方法としては、焼結法、水溶液法など多様な方法がある。この場合に、湿式法などの水溶液を用いた方法ではアパタイトの作製に１週間以上の期間がかかりコスト高となる。また、通常アパタイト結晶を得るには高温での焼成が不可欠であるが、これでは、大量のエネルギーが必要となってしまう。
そこで、近年人工骨の合成法として応用され始めている疑似体液を用いた生体内無機成分合成プロセスに基づいた方法であるバイオミメティック材料プロセスによって上記光半導体粒子Ｂ２１の表面に上記アパタイトＢ２２を生成させる手法を用いる。具体的には、ＯＣＰが析出するように組成を調整し、体温に近い３７℃に保った疑似体液に上記光半導体粒子Ｂ２１を浸漬する。具体的には、疑似体液を入れたタンクに光半導体粒子を分散させた上で、３７〜４０℃の水に入れておく。
このＯＣＰは、アパタイトを生成させる際の前駆体であり、構造式Ｃａ8Ｈ2（ＰＯ4）6５Ｈ2Ｏで表されるものであり、他に、ＴＣＰ、ＡＣＰでもよい。また、疑似体液は、Ｃａ2+が０．５〜５０ｍＭ、ＨＰＯ4 2-が１〜２０ｍＭ含有されており、具体的には、ＮａＣｌ、ＮａＨＣＯ3、ＫＣｌ、Ｋ2ＨＰＯ4・３Ｈ2Ｏ、ＭｇＣｌ2・６Ｈ2Ｏ、ＣａＣｌ2とＮａ2ＳＯ4あるいはＮａＦなどを、水に溶かすことで調整される。またＨＣｌや（ＣＨ2ＣＨ）3ＣＮＨ2等によりｐＨを７〜８、特に７．４に調整することが好ましい。特に、本発明に用いられる疑似体液の組成は、Ｎａ+（１２０〜１６０ｍＭ）、Ｋ+（１〜２０ｍＭ）、Ｃａ2+（０．５〜５０ｍＭ）、Ｍｇ2+（０．５〜５０ｍＭ）、Ｃｌ-（８０〜２００ｍＭ）、ＨＣＯ3-（０．５〜３０ｍＭ）、ＨＰＯ4 2-（１〜２０ｍＭ）、ＳＯ4 2-（０．１〜２０ｍＭ）、Ｆ-（０〜５ｍＭ）が好ましい。これより濃度が薄いとリン酸カルシウムの生成に時間がかかり、これより濃度が高いとリン酸カルシウムの生成が急激に起こって多孔質度や膜厚の制御が難しくなる。
そして、上記タンク内の液体を撹拌し続けると、１時間以内で光半導体粒子Ｂ２１の表面に微細なＯＣＰの結晶が析出し、上記光半導体粒子Ｂ２１の表面を覆う。その後ＯＣＰ結晶は分解してアパタイトに転化する。
その後、上記タンクを疑似体液から引き上げて放置しておくと、アパタイトに被覆された光半導体粒子が沈殿するので、上澄みを流す。その後、該タンクに水を入れた後に該水を流す処理を数回繰り返す。タンク内の沈殿物を乾燥させれば、アパタイトに被覆された光半導体粒子、つまり、被覆複合半導体粒子の粉体が得られる。この被覆複合光半導体粒子が上記被覆半導体粒子に当たる。なお、被覆複合半導体粒子の粉体は、以下では、「被覆複合光半導体の粉体」又は「被覆複合光半導体粉」と呼ぶこともある。
このように本第２実施例では、上記光半導体粒子Ｂ２１に上記アパタイトＢ２２を被覆して複合化する方法として疑似体液を用いた生体内無機成分合成プロセスに基づいたものとしているため、他の方法に比較して合成時間を大幅に短縮することができるため、生産性の向上を図ることが可能になる。また、特に、ＯＣＰを経由することでアパタイトは約１０時間以内で生成され、アパタイトを直接生成させるよりはるかに短時間でアパタイト結晶を得ることが可能になる。
なお、上記光半導体粒子Ｂ２１である二酸化チタンに上記アパタイトＢ２２を被覆したことによる透光性の低下はなく、上記光半導体粒子Ｂ２１の光触媒機能を損なうことはないとともに、上記アパタイトＢ２２を被覆したことにより二酸化チタン表面まで物質が近ずけないために光触媒機能の劣化が起こることはない。これは、アパタイトが光半導体粒子Ｂ２１の表面にまばらに分散して析出しており、全体を覆い隠していないためと想定される。
以上のような方法によって、上記光半導体粒子Ｂ２１の表面にアパタイトＢ２２を生成して被覆させた被覆複合半導体粒子（被覆光半導体粒子）（平均粒径５０ｎｍ、比表面積７０ｍ2／ｇ）からなる粉体５０ｇを水７７３ｇに均一に分散して分散液を作る（分散液製造工程、第８図参照）。そして、その分散液に、更に、平均粒径１μｍのアクリルエマルジョン粒子からなるアクリルエマルジョン（固形分４５％）を１７７ｇ混入して均一に分散させて、１０００ｇの上記コーティング剤の製造が終了する（コロイド状溶液混入・分散工程、第８図参照）。この場合のアクリルエマルジョンが、上記コロイド状溶液混入・分散工程において混入される上記コロイド状溶液に当たる。
なお、被覆複合光半導体粒子からなる粉体、すなわち、被覆複合光半導体粉を５０ｇとしたのは、全体重量を１０００ｇとする前提のもとで、濃度を５％にしようとしたことに基づく。
なお、上記第２実施例のコーティング剤の製造工程においては、水に、被覆光半導体粒子からなる粉体を分散し、その後、アクリルエマルジョンを混入しているが、順番を逆にして、水にアクリルエマルジョンを混入、分散した後に、被覆光半導体粒子からなる粉体を混入、分散してもよい。
また、上記第１実施例と同様に、アクリルエマルジョンに対して、被覆複合光半導体が１層〜２層吸着するのが最も良好である（なお、第１図では、１層のものを示している）。また、最大でも、５層とするのが好ましい。つまり、被覆複合光半導体粒子の層数は、１層〜５層程度とするのが好ましい。このように１層から５層程度とすることにより、被覆複合光半導体粒子の光触媒機能を十分果たすことができると同時に、添加剤等を投入しなくてもコロイド状態を維持してコーティング剤や塗料としての機能を持たせることができる。なお、１層分では、上記のように４００個の被覆複合光半導体粒子Ｂ２が吸着するので、５層とすると、計算上では、２０００個の被覆複合光半導体粒子Ｂ２が吸着することになる。
なお、実際の吸着に際しては、該層数は均一になっているわけではなく、ある部分では、２層になっていても、他の部分では、１層になっている等の現象が生じる。よって、「被覆複合光半導体粒子が、コロイド状粒子の表面に１層〜５層の範囲内で吸着している」と表現した場合には、１つのコロイド状粒子の表面の領域の全てに渉って１層〜５層のいずれかのみである場合（例えば、１つのコロイド状粒子の表面の領域の全てに渉って１層（２層、３層、４層、５層のいずれかでもよい）である場合）と、１つのコロイド状粒子の表面の領域の全てに渉って１層〜５層のうちのいずれかで、総数が複数種類存在する場合（例えば、１つのコロイド状粒子の表面の領域におけるある部分では２層で、他の部分では１層という場合や、１つのコロイド状粒子の表面の領域におけるある部分では４層で、他のある部分では３層で、残りの部分では２層という場合）とを含むことになる。また、「被覆複合光半導体粒子が、コロイド状粒子の表面に１層〜２層の範囲内で吸着している」状態や、「被覆複合光半導体粒子が、コロイド状粒子の表面に１層〜３層の範囲内で吸着している」状態等がより好適であるといえる。
【００１４】
上記のように製造されたコーティング剤の使用方法について説明する。このコーティング剤を使用するに当たっては、上記第１実施例と同様に、プライマーコーティング液を用いる。つまり、このプライマーコーティング液としては、フッ素エマルジョン（アニオン、平均粒径１００ｎｍ、固形分４５％）１００ｇを用いる。そして、上記プライマーコーティング液を塗布面Ｐ１に５０ｇ／ｍ2塗布してプライマー層を形成し、該プライマー層を３０分程度自然乾燥させた後、本実施例における上記コーティング剤をその上から５０ｇ／ｍ2塗布して、コーティング剤層を形成する。なお、上記のようなプライマーコーティング液を用いずに、本実施例のコーティング剤を直接塗布面に塗布してもよい。
このように構成される本第２実施例によるコーティング剤によれば、上記第１実施例によるコーティング剤の有する効果に加えて、上記光半導体粒子Ｂ２１に上記アパタイトＢ２２を被覆して複合化しているため、該アパタイトＢ２２によって細菌や有機物質の吸着能を向上させることができ、該アパタイトＢ２２によって吸着した細菌や有機物質等を上記光半導体粒子Ｂ２１が分解するため、細菌等の処理能力を向上させることができる。さらに、吸着した細菌等を光半導体粒子Ｂ２１が分解するため、上記アパタイトＢ２２の吸着面が吸着物で飽和するのを好適に防止でき、上記アパタイトＢ２２の吸着能が低下してしまうのを防止することができる。
また、上記アパタイトＢ２２がスペーサーとして機能するため、上記光半導体粒子Ｂ２１が他の基材等の粒子と直接接触しないことになる。そのため、光触媒体の触媒作用によってバインダーや基材そのものが分解されてしまうのを防止することができるため、本実施例のコーティング剤を有機樹脂に含有させることができ、また、繊維、木材、プラスチック等の有機体に使用することが可能となる。
また、本実施例のコーティング剤は、上記第１実施例のコーティング剤が有する効果も有している。つまり、上記被覆複合光半導体粒子Ｂ２は上記アクリルエマルジョン粒子Ａ２の表面にて、効率よく光の照射を受けることができ、安定して光触媒機能を発揮することができる。さらに、上記被覆複合光半導体粒子Ｂ２は上記アクリルエマルジョン粒子Ａ２の表面で全体的に受光することができるため、上記被覆複合光半導体粒子Ｂ２を分散させた場合のように上記被覆複合光半導体粒子Ｂ２同士で光の照射を妨げあうことがないため、顕著に効率を高めることが可能になる。従って、薄い塗膜上においても光触媒体の有機物分解作用等の能力を十分に機能させることが可能になる。
また、上記アクリルエマルジョン粒子Ａ２と上記被覆複合光半導体粒子Ｂ２との粒径の比が２０対１となっているため、上記アクリルエマルジョン粒子Ａ２の表面に多数の上記被覆複合光半導体粒子Ｂ２が吸着することができ、従って、容積の小さい薄い塗膜上においても光触媒の有機物分解作用等の能力を十分に機能させることが可能になる。
また、上記被覆複合光半導体粒子Ｂ２の含有量が重量比５％（５０ｇ／１０００ｇ）と被覆複合光半導体粒子Ｂ２の含有量が低いためコロイド状態を維持するための増粘剤などの添加物を多く投入する必要がないため、それらの添加物によって被覆複合光半導体粒子Ｂ２が隠されてしまうのを抑制することができ、従って、上記被覆複合光半導体粒子Ｂ２に光が十分に照射されるため、十分に光触媒機能を発揮することができ、薄い塗膜上においても光触媒の有機物分解作用等の能力を十分に機能させることが可能になる。
また、アクリルエマルジョンの処方量も、被覆複合光半導体粒子がアクリルエマルジョン粒子に対して、１層〜２層吸着するように調整されているので、コーティング剤として安定した性質を得ることが可能となる。
また、上記コーティング剤は、上述したように、上記アクリルエマルジョン粒子Ａ２と上記被覆複合光半導体粒子Ｂ２との粒径の比が２０対１となっているため、上記被覆複合光半導体粒子Ａ２の周囲に大きな空間部を形成することができる。そのため、上記コーティング剤は、十分な透光性を得ることができるとともに、十分な通気性、調湿性を備えたものとなっている。そのため、通気性が必要な木材などの天然素材へのコーティングも可能となるとともに、素材の吸湿、調湿効果も得ることができる。
【００１５】
次に、本第２実施例のコーティング剤の試験結果について説明する。まず、第１の試験においては、アセトアルデヒドの消臭試験を行った。つまり、試料表面積を１０ｃｍ×１０ｃｍとし、照射条件をブラックライト１５Ｗ×２個、試料表面における光量を１．０ｎＷ／ｃｍ２とした場合に、試験結果は第５図に示すようになった。第５図からも明らかなように、本第２実施例のコーティング液の場合には、曲線Ｄ１に示すように、照射時間４時間程度でアセトアルデヒドがすべて分解されており、他の光半導体コーティング剤を塗布したものに対しても、倍以上の速度で分解処理を行いえることが確認された。
また、第２の試験においては、ＮＯＸの分解試験を行った。その試験結果は第６図に示すようになった。この第６図からも明らかなように、本第２実施例のコーティング液の場合には、曲線Ｄ２に示すように、照射時間８時間程度でＮＯＸがすべて分解されており、他の光半導体コーティング剤を塗布したものに対しても、倍以上の速度で分解処理を行いえることが確認された。なお、この第２の試験の場合の条件は、上記第１の試験の場合と同様に、試料表面積を１０ｃｍ×１０ｃｍとし、照射条件をブラックライト１５Ｗ×２個、試料表面における光量を１．０ｎＷ／ｃｍ２とした場合である。
また、第３の試験は、ＮＯＸの分解試験である。この第３の試験において、本実施例のコーティング剤を塗布した試験体と、単に二酸化チタンを含有したコーティング剤を塗布した試験体と、何も処理しない試験体（各試験体は、それぞれ１０ｃｍ角）とをそれぞれ密閉袋内に入れた後、各密閉袋内に約３０ｐｐｍのＮＯXガスを入れ、検知管でＮＯＸ濃度を測定する。そして、試験開始後４５分経過後に紫外線を照射して、遮光時と照射時の変化を測定したものである。この第３の試験の結果は、第７図に示すようになった。第７図において、「アパタイト・二酸化チタン」とは本実施例のコーティング剤を用いた場合を示し、「二酸化チタン」は単に二酸化チタンを含有したコーティング剤を用いた場合を示し、「ブランク」は何も処理しない場合を示している。この第７図の結果によれば、本実施例のコーティング剤を塗布した場合には、ＮＯＸの分解速度が速く、また、特に注目すべきは、本実施例のコーティング剤を用いた場合には、遮光時にもＮＯＸの分解が行われている点である。
【００１６】
なお、上記各実施例においては、コロイド状粒子の粒径と光半導体粒子（又は被覆複合光半導体粒子）の粒径の比として、１０：１、２０：１として説明したが、コロイド状粒子の粒径が光半導体粒子（又は被覆複合光半導体粒子）の粒径の１倍以上であればよい。ここで、コロイド状粒子の粒径が光半導体粒子（又は被覆複合光半導体粒子）の粒径の１倍であっても、球表面積（４πｒ2）／球断面積（πｒ2）＝４となり、コロイド状粒子の回りに４個の光半導体粒子（又は被覆複合光半導体粒子）が吸着できるのであり、多くの光半導体粒子（又は被覆複合光半導体粒子）が吸着できるといえる。コロイド状粒子の粒径が光半導体粒子の粒径（又は被覆複合光半導体粒子）の１倍を越える場合がより好適であり、さらには、コロイド状粒子の粒径が光半導体粒子（又は被覆複合光半導体粒子）の粒径の２倍以上である場合がより好適であり、さらには、コロイド状粒子の粒径が光半導体粒子（又は被覆複合光半導体粒子）の粒径の１０倍以上である場合がより好適であるといえる。また、コロイド状粒子の粒径が光半導体粒子（又は被覆複合光半導体粒子）の粒径の１〜１０００倍としてもよい。
また、光半導体粒子や被覆複合光半導体粒子の濃度については、上記のように、５％、２．５％等であるとして説明したが、０．１〜１０％であればよい。
また、上記各実施例では、光触媒複合体をコーティング剤として用いた例を示しているが、塗料とする場合にあっては上記各コーティング剤に顔料を適宜混入させればよい。
また、本発明は、上記各実施例の態様のみに限定されるものではなく、例えば、光半導体粒子としては光半導体としての機能を有する粒子であれば全て含まれ、光半導体粒子の他に光触媒機能を有する粒子であってもよい。特に、上記請求項において、「光半導体粒子」の代わりに、「光触媒機能粒子」としてもよく、また、「被覆光半導体粒子」の代わりに、「被覆光触媒機能粒子」としてもよい。この光触媒機能粒子とは、光触媒機能を有する粒子を意味するものである。
また、上記各実施例においては、上記光触媒複合体をコーティング剤、或いは塗料に混入するものとしているが、それのみに限定されるものではなく、抗菌剤、防錆剤、浄化剤など、上記光触媒複合体が混入可能なものであればすべて含まれる。
また、第１図は、光半導体粒子Ｂ１が単層吸着している状態を図示しており、また、第４図は、被覆複合光半導体粒子Ｂ２が単層吸着している状態を図示しているが、第１図及び第４図は、単層吸着の理想的な状態を図示したものである。また、第１図や第４図は光触媒複合体を模式的に示したものであり、実際には、コロイド状粒子の表面に吸着している粒子の数も第１図や第４図に示すものとは限らない。また、実際には、第１図や第４図に示すように隙間なく粒子が吸着しているとは限らない。
また、上記各実施例においては、１つの平均粒径のコロイド状粒子を含有させているが、平均粒径の異なる複数種類のコロイド状粒子を含有させてもよい。
なお、上記の説明においては、コロイドとして、フッ素エマルジョン、アクリルエマルジョン等を例に挙げて説明したが、他のコロイドを用いてもよい。また、上記吸着機能物質として、アパタイトを例にとって説明したが、他の物質、つまり、他の吸着機能を有する物質を用いてもよい。
【００１７】
次に、第３実施例について説明する。本第３実施例のコーティング剤（光半導体コーティング液）を形成する光触媒複合体Ｈ３は、その構造としては第９図に示すように、アクリルシリコンエマルジョン粒子（第１のコロイド状粒子）Ａ３の表面に、多数の光半導体粒子Ｂ３及び多孔質ゾル粒子（多孔質コロイド状粒子、第２のコロイド状粒子）Ｃ３が吸着（付着としてもよい。他においても同じ）されている。つまり、本実施例のコーティング剤は、複数（具体的には、多数）の光触媒複合体Ｈ３を有し、本実施例のコーティング剤は、アクリルシリコンエマルジョン粒子Ａ３と、光半導体粒子Ｂ３と、多孔質ゾル粒子Ｃ３とを有している。
このアクリルシリコンエマルジョン粒子Ａ３は、平均粒径５００ｎｍである。なお、アクリルシリコンエマルジョン粒子でなくても、他のコロイド状粒子であってもよい。
また、光半導体粒子Ｂ３は、光触媒機能を有する半導体の粒子であり、例えば、二酸化チタン（より具体的には、アナターゼ型の二酸化チタンが好ましい）が用いられる。また、他にも、カドミウム等光触媒機能を有するものであれば適用可能である。この光半導体粒子Ｂ３は、平均粒径５０ｎｍである。従って、上記アクリルシリコンエマルジョン粒子Ａ３と上記光半導体粒子Ｂ３の粒径の比は、１０対１となっている。なお、粒径とは、特に説明のない限り、粒子の直径を意味するものである（上記及び以下において同じ）。
また、上記多孔質ゾル粒子Ｃ３は、多孔質のゾルの粒子であり、多孔質ゾルとしては、例えば、シリカゾルが用いられる。この多孔質ゾル粒子Ｃ３は、平均粒径５０ｎｍである。従って、上記光半導体粒子Ｂ３の平均粒径と上記多孔質ゾル粒子Ｃ３の平均粒径は同一であり、個々の光半導体粒子Ｂ３と多孔質ゾル粒子Ｃ３においても、ほぼ同一の粒径となっている。これにより、仮に、多孔質ゾル粒子Ｃ３が光半導体粒子Ｂ３よりも大きい場合には、多孔質ゾル粒子Ｃ３が光半導体粒子Ｂ３を覆ってしまい光半導体粒子Ｂ３の機能を損なうおそれがあるが、本実施例の場合には、光半導体粒子Ｂ３と多孔質ゾル粒子Ｃ３とはほぼ同一の大きさであるので、そのようなおそれがない。また、この多孔質ゾル粒子Ｃ３は、コーティング剤が基材に接着する際の接着機能を果たすとともに、上記アクリルシリコンエマルジョン粒子Ａ３と光半導体粒子Ｂ３との接着を補助する機能をも有している。また、この多孔質ゾル粒子Ｃ３は、コーティング剤を多機能化させる機能を有している。つまり、この多孔質ゾル粒子Ｃ３がシリカゾルの場合には、セルフクリーニング機能を果たし、多孔性酸化亜鉛の場合には、抗菌や紫外線カット機能を有したものとなる。このセルフクリーニング機能とは、シリカゾルの親水性を利用して、光半導体粒子により分解されたＮＯＸが水に洗い流されることにより、該コーティング剤を塗布した面に汚れが生じない機能をいう。
アクリルシリコンエマルジョン粒子Ａ３、光半導体粒子Ｂ３、多孔質ゾル粒子Ｃ３は上記のような大きさとなっているので、上記アクリルシリコンエマルジョン粒子Ａ３の球表面積は７８５０００ｎｍ2、上記光半導体粒子Ｂ３と多孔質ゾル粒子Ｃ３の球断面積は１９６２．５ｎｍ2となり、理論上では上記アクリルシリコンエマルジョン粒子Ａ３の表面には、上記光半導体粒子Ｂ３と多孔質ゾル粒子Ｃ３が計４００個（７８５０００÷１９６２．５）吸着できることになる。
【００１８】
次に、本第３実施例のコーティング剤の製造方法について説明する。まず、水８６８ｇに、平均粒径５０ｎｍの光半導体粒子からなる光半導体粉体（具体的には、アナターゼ型の二酸化チタン粉体が好ましい）２５ｇを均一に分散して分散液を作る（分散液製造工程、第１４図参照）。
そして、その分散液に、上記多孔質ゾル粒子Ｃ３としてのシリカゾル粒子からなるシリカゾルの２０％水溶液４０ｇを混入して均一になるまで分散して混合液を作る（第１混入・分散工程、第１４図参照）。この場合、シリカゾルの水溶液が、上記第１のコロイド状溶液に当たる。また、該シリカゾル粒子が上記「第１のコロイド状溶液におけるコロイド状粒子」に当たる。
そして、その混合液（つまり、第１混入・分散工程で製造された混合液）に、更に、平均粒径５００ｎｍのアクリルシリコンエマルジョン粒子からなるアクリルシリコンエマルジョン（固形分４５％）を６７ｇ混入して均一に分散させて、１０００ｇの上記コーティング剤の製造が終了する（第２混入・分散工程、第１４図参照）。この場合、混入されるアクリルシリコンエマルジョンが、上記第２のコロイド状溶液に当たる。また、該アクリルシリコンエマルジョン粒子が上記「第２のコロイド状溶液におけるコロイド状粒子」に当たる。また、上記第１混入・分散工程と第２混入・分散工程とで、上記及び請求の範囲における混合液製造工程が構成される。
なお、被覆複合光半導体粒子粉を２５ｇとしたのは、全体重量を１０００ｇとする前提のもとで、濃度を２．５％にしようとしたことに基づく。
なお、上記第３実施例のコーティング剤の製造工程においては、水に、光半導体粉体を分散し、その後、シリカゾルの水溶液を混入、分散し、その後、アクリルシリコンエマルジョンを混入、分散しているが、光半導体粉体を分散する工程と、シリカゾルの水溶液を混入、分散する工程と、アクリルシリコンエマルジョンを混入、分散する工程の順序は任意である。
なお、コロイド状粒子への粒子（分子）の吸着には、大別して単層吸着（ラングミュア吸着）と多分子吸着（ＢＥＴ吸着）の２種類がある。単層吸着とは、１つのコロイド状粒子に吸着する粒子は第３図（ａ）に示すように１層であるとするものであり、ラングミュア吸着論に基づくものである。多分子吸着とは、１つのコロイド状粒子に吸着する粒子は第３図（ｂ）に示すように多層であるとするものであり、ＢＥＴ吸着論に基づくものである。
ここで、コロイド状粒子への実際の吸着においては、多分子吸着が生じるのであるが、上記において、アクリルシリコンエマルジョンの処方量に対して光半導体粒子の処方量をあまり多くしても、コーティング剤としての安定性が悪くなり、特に、あまり多層に光半導体粒子を吸着させても、外側の光半導体粒子に隠れている光半導体粒子には光が当たらないことから、それほど光触媒機能が増加するものでもない。それらの点からすると、アクリルシリコンエマルジョン粒子Ａ３に対して、光半導体粒子Ｂ３及び多孔質ゾル粒子（多孔質コロイド状粒子）Ｃ３が１層〜２層吸着するのが最も良好である（なお、第９図では、１層のものを示している）。また、最大でも、５層とするのが好ましい。つまり、光半導体粒子Ｂ３と多孔質ゾル粒子Ｃ３からなる層の層数は、１層〜５層程度とするのが好ましい。このように１層から５層程度とすることにより、光半導体粒子の光触媒機能を十分果たすことができると同時に、添加剤等を投入しなくてもコロイド状態を維持してコーティング剤や塗料としての機能を持たせることができる。なお、１層分では、上記のように計４００個の光半導体粒子Ｂ３と多孔質ゾルＣ３が吸着するので、５層とすると、計算上では、合計で２０００個の光半導体粒子Ｂ３と多孔質ゾル粒子Ｃ３が吸着することになる。
なお、実際の吸着に際しては、該層数は均一になっているわけではなく、ある部分では、２層になっていても、他の部分では、１層になっている等の現象が生じる。よって、「光半導体粒子と多孔質コロイド状粒子（第２のコロイド状粒子）により構成される層が１層〜５層の範囲内で積層している層群が、コロイド状粒子の表面に吸着している」や「光半導体粒子と多孔質コロイド状粒子（第２のコロイド状粒子）が、コロイド状粒子の表面に１層〜５層の範囲内で吸着している」や「光半導体粒子と多孔質コロイド状粒子（第２のコロイド状粒子）により構成される層が、コロイド状粒子の表面に１層〜５層の範囲内で吸着している」と表現した場合には、１つのコロイド状粒子の表面の領域の全てに渉って１層〜５層のいずれかのみである場合（例えば、１つのコロイド状粒子の表面の領域の全てに渉って１層（２層、３層、４層、５層のいずれかでもよい）である場合）と、１つのコロイド状粒子の表面の領域の全てに渉って１層〜５層のうちのいずれかで、総数が複数種類存在する場合（例えば、１つのコロイド状粒子の表面の領域におけるある部分では２層で、他の部分では１層という場合や、１つのコロイド状粒子の表面の領域におけるある部分では４層で、他のある部分では３層で、残りの部分では２層という場合）とを含むことになる。
また、「光半導体粒子と多孔質コロイド状粒子（第２のコロイド状粒子）により構成される層が１層〜２層の範囲内で積層している層群が、コロイド状粒子の表面に吸着している」状態（「光半導体粒子と多孔質コロイド状粒子（第２のコロイド状粒子）により構成される層が、コロイド状粒子の表面に１層〜２層の範囲内で吸着している」状態としてもよい）や、「光半導体粒子と多孔質コロイド状粒子（第２のコロイド状粒子）により構成される層が１層〜２層の範囲内で積層している層群が、コロイド状粒子の表面に吸着している」状態（「光半導体粒子と多孔質コロイド状粒子（第２のコロイド状粒子）により構成される層が、コロイド状粒子の表面に１層〜３層の範囲内で吸着している」状態としてもよい）等がより好適であるといえる。
なお、上記の製造方法において、アクリルシリコンエマルジョン以外に他のコロイドを用いてもよい。
【００１９】
上記のように製造された本実施例のコーティング剤の使用方法について説明する。該コーティング剤は、第１０図に示すように、プライマーコーティング液を使用することなく直接、コンクリート面、木材面等のコーティング面Ｐ３に塗布して使用する。すると、コーティング剤層Ｇ３が形成される。その際、主として、コーティング剤は、コーティング剤における多孔質ゾル粒子Ｃ３の機能により、コーティング面Ｐ３に吸着する。
このように構成される本第３実施例によるコーティング剤によれば、コロイド状粒子である上記アクリルシリコンエマルジョン粒子Ａ３の表面に上記光半導体粒子Ｂ３が吸着されているので、上記光半導体粒子Ｂ３は上記アクリルシリコンエマルジョン粒子Ａ３の表面にて、効率よく光の照射を受けることができ、安定して光触媒機能を発揮することができる。さらに、上記光半導体粒子Ｂ３は上記アクリルシリコンエマルジョン粒子Ａ３の表面で全体的に受光することができるため、上記光半導体粒子Ｂ３を分散させた場合のように上記光半導体粒子Ｂ３同士で光の照射を妨げあうことがないため、顕著に効率を高めることが可能になる。従って、薄い塗膜上においても光触媒体の有機物分解作用等の能力を十分に機能させることが可能になる。
また、上記アクリルシリコンエマルジョン粒子Ａ３と上記光半導体粒子Ｂ３との粒径の比が１０対１となっているため、上記アクリルシリコンエマルジョン粒子Ａ３の表面に多数の上記光半導体粒子Ｂ３が吸着することができ、従って、容積の小さい薄い塗膜上においても光触媒の有機物分解作用等の能力を十分に機能させることが可能になる。
また、上記光半導体粒子Ｂ３の含有量が重量比２．５％（２５ｇ／１０００ｇ）と光半導体粒子Ｂ３の含有量が低いためコロイド状態を維持するための増粘剤などの添加物を多く投入する必要がないため、それらの添加物によって光半導体粒子Ｂ３が隠されてしまうのを抑制することができ、従って、上記光半導体粒子Ｂ３に光が十分に照射されるため、光半導体粒子Ｂ３が十分に光触媒機能を発揮することができ、薄い塗膜上においても光触媒の有機物分解作用等の能力を十分に機能させることが可能になる。
また、アクリルシリコンエマルジョンの処方量も、光半導体粒子がアクリルシリコンエマルジョン粒子に対して、１層〜２層吸着にするように調整されているので、コーティング剤として安定した性質を得ることが可能となる。
また、上記コーティング剤は、上述したように、上記アクリルシリコンエマルジョン粒子Ａ３と上記光半導体粒子Ｂ３との粒径の比が１０対１となっているため、上記アクリルシリコンエマルジョン粒子Ａ３の周囲に大きな空間部を形成することができる。そのため、上記コーティング剤は、十分な透光性を得ることができるとともに、十分な通気性、調湿性を備えたものとなっている。そのため、通気性が必要な木材などの天然素材へのコーティングも可能となるとともに、素材の吸湿、調湿効果も得ることができる。
さらに、上記アクリルシリコンエマルジョン粒子Ａ３の表面に上記多孔質ゾル粒子Ｃ３が吸着されているため、コーティング剤が基材、つまり、塗布面に接着する際の接着機能を果たすとともに、上記アクリルシリコンエマルジョン粒子Ａ３と光半導体粒子Ｂ３との接着を補助する機能をも有している。また、この多孔質ゾル粒子Ｃ３は、上記のように、コーティング剤を多機能化させる機能を有している。
特に、上記アクリルシリコンエマルジョンと上記多孔質ゾルのバインダー機能によって、本実施例のコーティング剤は強い接着力を有したものとなるため、上述したように、上記コーティング剤は、直接コーティング面に吸着することができ、プライマーコーティング液を不要とすることが可能になる。
なお、上記の説明において、光半導体粒子Ｂ３の平均粒径と、多孔質ゾル粒子Ｃ３の平均粒径とは、同じであるとして説明したが、アクリルシリコンエマルジョン粒子Ａ３の平均粒径よりも小さければ、光半導体粒子Ｂ３の平均粒径と多孔質ゾル粒子Ｃ３の平均粒径とが互いに異なる粒径であってもよい。なお、光半導体粒子Ｂ３の機能を損なわないためには、多孔質ゾル粒子Ｃ３の粒径が、光半導体粒子Ｂ３の粒径に対して、１〜１．５倍であるのが好ましい。
【００２０】
次に、第４実施例について説明する。本第４実施例のコーティング剤（光半導体コーティング液）を形成する光触媒複合体Ｈ４は、その構造としては第１１図に示すように、アクリルウレタンエマルジョン粒子（第１のコロイド状粒子）Ａ４の表面に、被覆複合光半導体粒子Ｂ４と、多孔質ゾル粒子（多孔質コロイド状粒子、第２のコロイド状粒子）Ｃ４とが多数吸着されている。つまり、本実施例のコーティング剤は、複数（具体的には、多数）の光触媒複合体Ｈ４を有し、本実施例のコーティング剤は、アクリルウレタンエマルジョン粒子Ａ４と、被覆複合光半導体粒子Ｂ４と、多孔質ゾル粒子Ｃ４とを有している。
このアクリルウレタンエマルジョン粒子Ａ４は、平均粒径２００ｎｍである。なお、アクリルウレタンエマルジョン粒子でなくても、他のコロイド状粒子でもよい。
また、被覆複合光半導体粒子（被覆光半導体粒子）Ｂ４は、光半導体粒子Ｂ４１と、その表面に被覆されたアパタイトＢ４２により形成されている。つまり、上記光半導体粒子Ｂ４１の表面は、吸着機能物質であるアパタイトＢ４２によって被覆されて複合化されている。この被覆複合光半導体粒子Ｂ４は、平均粒径５０ｎｍ、比表面積７０ｍ2／ｇである。従って、上記アクリルウレタンエマルジョン粒子Ａ４と上記被覆複合光半導体粒子Ｂ４の粒径の比は、４対１となっている。この被覆複合光半導体粒子Ｂ４は、上記被覆光半導体粒子として機能する。
この光半導体粒子Ｂ４１は、光触媒機能を有する半導体の粒子であり、例えば、二酸化チタン（より具体的には、アナターゼ型の二酸化チタンが好ましい）が用いられる。なお、上記光半導体粒子Ｂ４１としては、二酸化チタンを用いるが、カドミウムなど光触媒機能を有するものであれば適用可能である。
また、アパタイトＢ４２は、Ｍ10（ＺＯ4）6Ｘ2の組成を持った鉱物群の総称であり、中でも骨や歯の無機成分の主成分として知られているのはＣａ10（ＰＯ4）6（ＯＨ）2で表されるハイドロキシアパタイトである。また、上記アパタイトＢ４２は、タンパク質の吸着能があることが知られており、クロマトグラフィー用の充填材としてタンパク質や核酸の分離精製に用いられている。また、インフルエンザウィルスなどのウィルスや大腸菌などの細菌類を吸着する機能も有しており、一旦吸着したウィルスは普通の条件ではアパタイトから外れることなくいつまでも吸着している。また、アンモニアやＮＯXなどのガス吸着能も有している。このアパタイトＢ４２としては、水酸アパタイト、炭酸アパタイト、フッ化アパタイト、ハイドロキシアパタイトの中から選ばれる少なくとも一種のリン酸カルシウムであることが好ましい。また、他の多孔質リン酸カルシウムであってもよい。
また、上記多孔質ゾル粒子Ｃ４は、多孔質のゾルの粒子であり、多孔質ゾルとしては、例えば、シリカゾルが用いられる。この多孔質ゾル粒子Ｃ４は、平均粒径５０ｎｍである。従って、上記被覆複合光半導体粒子Ｂ４の平均粒径と上記多孔質ゾル粒子Ｃ４の平均粒径は同一であり、個々の被覆複合光半導体粒子Ｂ４と多孔質ゾル粒子Ｃ４においても、ほぼ同一の粒径となっている。これにより、多孔質ゾル粒子Ｃ４が被覆複合光半導体粒子Ｂ４よりも大きい場合には、多孔質ゾル粒子Ｃ４が被覆複合光半導体粒子Ｂ４を覆ってしまい被覆複合光半導体粒子Ｂ４の機能を損なうおそれがあるが、本実施例の場合には、被覆複合光半導体粒子Ｂ４と多孔質ゾル粒子Ｃ４とはほぼ同一の大きさであるので、そのようなおそれがない。また、この多孔質ゾル粒子Ｃ４は、コーティング剤が基材に接着する際の接着機能を果たすとともに、上記アクリルウレタンエマルジョン粒子Ａ４と被覆複合光半導体粒子Ｂ４との接着を補助する機能をも有している。また、この多孔質ゾル粒子Ｃ４は、コーティング剤を多機能化させる機能を有している。つまり、この多孔質ゾル粒子Ｃ４における多孔質ゾルがシリカゾルの場合には、セルフクリーニング機能を果たし、多孔性酸化亜鉛の場合には、抗菌や紫外線カット機能を有したものとなる。
アクリルウレタンエマルジョン粒子Ａ４、被覆複合光半導体粒子Ｂ４、多孔質ゾルＣ４は上記のような大きさとなっているので、上記アクリルウレタンエマルジョン粒子Ａ４の球表面積５０２４００ｎｍ2、上記被覆複合光半導体粒子Ｂ４と多孔質ゾルＣ４の球断面積１９６２．５ｎｍ2となるため、理論上では上記アクリルウレタンエマルジョン粒子Ａ４の表面には上記被覆複合光半導体粒子Ｂ４と多孔質ゾルＣ４が２５６個（５０２４００÷１９６２．５）吸着できることになる。
なお、第１１図においては、被覆複合光半導体粒子Ｂ４と多孔質ゾル粒子Ｃ４の粒径が同じであることを表現するために、アパタイトＢ４２の厚みを勘案して、光半導体粒子Ｂ４１の径を多孔質ゾル粒子Ｃ４の径よりも小さく表現されているが、アパタイトＢ４２の厚みは極僅かであるので、実際には光半導体粒子Ｂ４１の径と多孔質ゾル粒子Ｃ４の径とはほとんど同じであるといえる。また、第１１図は、アパタイトＢ４２の存在を強調して表現しているが、アパタイトＢ４２の厚みは実際には極僅かである。また、上記被覆複合光半導体粒子Ｂ４の平均粒径と上記多孔質ゾル粒子Ｃ４の平均粒径は同一であると説明したが、上記光半導体粒子Ｂ４１の平均粒径と上記多孔質ゾル粒子Ｃ４の平均粒径が同一であるようにしてもよい。
【００２１】
次に、本第４実施例のコーティング剤の製造方法について説明する。まず、予め、上記光半導体粒子Ｂ４１に上記アパタイトＢ４２を被覆して複合化して、被覆複合光半導体粒子Ｂ４を生成する。この場合の上記アパタイトＢ４２の被覆方法としては、焼結法、水溶液法など多様な方法がある。この場合に、湿式法などの水溶液を用いた方法ではアパタイトの作製に１週間以上の期間がかかりコスト高となる。また、通常アパタイト結晶を得るには高温での焼成が不可欠であるが、これでは、大量のエネルギーが必要となってしまう。
そこで、近年人工骨の合成法として応用され始めている疑似体液を用いた生体内無機成分合成プロセスに基づいた方法であるバイオミメティック材料プロセスによって上記光半導体粒子Ｂ４１の表面に上記アパタイトＢ４２を生成させる手法を用いる。具体的には、ＯＣＰが析出するように組成を調整し、体温に近い３７℃に保った疑似体液に上記光半導体粒子Ｂ４１を浸漬する。具体的には、疑似体液を入れたタンクに光半導体粒子を分散させた上で、３７〜４０℃の水に入れておく。
このＯＣＰは、アパタイトを生成させる際の前駆体であり、構造式Ｃａ8Ｈ2（ＰＯ4）6５Ｈ2Ｏで表されるものであり、他に、ＴＣＰ、ＡＣＰでもよい。また、疑似体液は、Ｃａ2+が０．５〜５０ｍＭ、ＨＰＯ4 2-が１〜２０ｍＭ含有されており、具体的には、ＮａＣｌ、ＮａＨＣＯ3、ＫＣｌ、Ｋ2ＨＰＯ4・３Ｈ2Ｏ、ＭｇＣｌ2・６Ｈ2Ｏ、ＣａＣｌ2とＮａ2ＳＯ4あるいはＮａＦなどを、水に溶かすことで調整される。またＨＣｌや（ＣＨ2ＣＨ）3ＣＮＨ2等によりｐＨを７〜８、特に７．４に調整することが好ましい。特に、本発明に用いられる疑似体液の組成は、Ｎａ+（１２０〜１６０ｍＭ）、Ｋ+（１〜２０ｍＭ）、Ｃａ2+（０．５〜５０ｍＭ）、Ｍｇ2+（０．５〜５０ｍＭ）、Ｃｌ-（８０〜２００ｍＭ）、ＨＣＯ3-（０．５〜３０ｍＭ）、ＨＰＯ4 2-（１〜２０ｍＭ）、ＳＯ4 2-（０．１〜２０ｍＭ）、Ｆ-（０〜５ｍＭ）が好ましい。これより濃度が薄いとリン酸カルシウムの生成に時間がかかり、これより濃度が高いとリン酸カルシウムの生成が急激に起こって多孔質度や膜厚の制御が難しくなる。
そして、上記タンク内の液体を撹拌し続けると、１時間以内で光半導体粒子Ｂ４１の表面に微細なＯＣＰの結晶が析出し、上記光半導体粒子Ｂ４１の表面を覆う。その後ＯＣＰ結晶は分解してアパタイトに転化する。
その後、上記タンクを疑似体液から引き上げて放置しておくと、アパタイトに被覆された光半導体粒子が沈殿するので、上澄みを流す。その後、該タンクに水を入れた後に該水を流す処理を数回繰り返す。タンク内の沈殿物を乾燥させれば、アパタイトに被覆された光半導体粒子、つまり、被覆複合半導体粒子の粉体が得られる。この被覆複合光半導体粒子が上記被覆半導体粒子に当たる。なお、被覆複合半導体粒子の粉体は、以下では、「被覆複合光半導体の粉体」又は「被覆複合光半導体粉」と呼ぶこともある。
このように本第４実施例では、上記光半導体粒子Ｂ４１に上記アパタイトＢ４２を被覆して複合化する方法として疑似体液を用いた生体内無機成分合成プロセスに基づいたものとしているため、他の方法に比較して合成時間を大幅に短縮することができるため、生産性の向上を図ることが可能になる。また、特に、ＯＣＰを経由することでアパタイトは約１０時間以内で生成され、アパタイトを直接生成させるよりはるかに短時間でアパタイト結晶を得ることが可能になる。
なお、上記光半導体粒子Ｂ４１である二酸化チタンに上記アパタイトＢ４２を被覆したことによる透光性の低下はなく、上記光半導体粒子Ｂ４１の光触媒機能を損なうことはないとともに、上記アパタイトＢ４２を被覆したことにより二酸化チタン表面まで物質が近ずけないために光触媒機能の劣化が起こることはない。これは、アパタイトが光半導体粒子Ｂ４１の表面にまばらに分散して析出しており、全体を覆い隠していないためと想定される。
そして、そのように上記光半導体粒子Ｂ４１の表面にアパタイトＢ４２を生成して被覆させた被覆複合光半導体粒子（被覆光半導体粒子）（平均粒径５０ｎｍ、比表面積７０ｍ2／ｇ）からなる粉体３０ｇを水８７５ｇに均一に分散して分散液を作る（分散液製造工程、第１４図参照）。
そして、その分散液に、上記多孔質ゾル粒子Ｃ４としてのシリカゾル粒子からなるシリカゾルの２０％水溶液６０ｇを混入して均一になるまで分散して混合液を作る（第１混入・分散工程、第１４図参照）。この場合、シリカゾルの水溶液が、上記第１のコロイド状溶液に当たる。また、該シリカゾル粒子が、上記「第１のコロイド状溶液におけるコロイド状粒子」に当たる。
そして、その混合液（つまり、第１混入・分散工程で製造された混合液）に、更に、平均粒径２００ｎｍのアクリルウレタンエマルジョン粒子からなるアクリルウレタンエマルジョン（固形分４２％）を３５ｇ混入して均一に分散させて、１０００ｇの上記コーティング液の製造が終了する（第２混入・分散工程、第１４図参照）。この場合、混入されるアクリルウレタンエマルジョンが、上記第２のコロイド状溶液に当たる。また、該アクリルウレタンエマルジョン粒子が、上記「第２のコロイド状溶液におけるコロイド状粒子」に当たる。また、上記第１混入・分散工程と第２混入・分散工程とで、上記及び請求の範囲における混合液製造工程が構成される。
なお、被覆複合光半導体粒子からなる粉体、すなわち、被覆複合光半導体粉を３０ｇとしたのは、全体重量を１０００ｇとする前提のもとで、濃度を３％にしようとしたことに基づく。
なお、上記第４実施例のコーティング剤の製造工程においては、水に、被覆光半導体粒子の粉体を分散し、その後、シリカゾルの水溶液を混入、分散し、その後、アクリルウレタンエマルジョンを混入、分散しているが、被覆光半導体粒子の粉体を分散する工程と、シリカゾルの水溶液を混入、分散する工程と、アクリルウレタンエマルジョンを混入、分散する工程の順序は任意である。
また、上記第３実施例と同様に、アクリルウレタンエマルジョン粒子Ａ４に対して、被覆複合光半導体Ｂ４及び多孔質ゾル粒子（多孔質コロイド状粒子）Ｃ４が１層〜２層吸着するのが最も良好である（なお、第９図では、１層のものを示している）。また、最大でも、５層とするのが好ましい。つまり、被覆複合光半導体粒子Ｂ４と多孔質ゾル粒子Ｃ４からなる層の層数は、１層〜５層程度とするのが好ましい。このように１層から５層程度とすることにより、被覆複合光半導体粒子の光触媒機能を十分果たすことができると同時に、添加剤等を投入しなくてもコロイド状態を維持してコーティング剤や塗料としての機能を持たせることができる。なお、１層分では、上記のように４００個の被覆複合光半導体粒子Ｂ４と多孔質ゾル粒子Ｃ４が吸着するので、５層とすると、計算上では、２０００個の被覆複合光半導体粒子Ｂ４が吸着することになる。
なお、実際の吸着に際しては、該層数は均一になっているわけではなく、ある部分では、２層になっていても、他の部分では、１層になっている等の現象が生じる。よって、「被覆複合光半導体粒子と多孔質コロイド状粒子（第２のコロイド状粒子）により構成される層が１層〜５層の範囲内で積層している層群が、コロイド状粒子の表面に吸着している」や「被覆複合光半導体粒子と多孔質コロイド状粒子（第２のコロイド状粒子）が、コロイド状粒子の表面に１層〜５層の範囲内で吸着している」や「被覆複合光半導体粒子と多孔質コロイド状粒子（第２のコロイド状粒子）により構成される層が、コロイド状粒子の表面に１層〜５層の範囲内で吸着している」と表現した場合には、１つのコロイド状粒子の表面の領域の全てに渉って１層〜５層のいずれかのみである場合（例えば、１つのコロイド状粒子の表面の領域の全てに渉って１層（２層、３層、４層、５層のいずれかでもよい）である場合）と、１つのコロイド状粒子の表面の領域の全てに渉って１層〜５層のうちのいずれかで、総数が複数種類存在する場合（例えば、１つのコロイド状粒子の表面の領域におけるある部分では２層で、他の部分では１層という場合や、１つのコロイド状粒子の表面の領域におけるある部分では４層で、他のある部分では３層で、残りの部分では２層という場合）とを含むことになる。
また、「被覆複合光半導体粒子と多孔質コロイド状粒子（第２のコロイド状粒子）により構成される層が１層〜２層の範囲内で積層している層群が、コロイド状粒子の表面に吸着している」状態（「被覆複合光半導体粒子と多孔質コロイド状粒子（第２のコロイド状粒子）により構成される層が、コロイド状粒子の表面に１層〜２層の範囲内で吸着している」状態としてもよい）や、「被覆複合光半導体粒子と多孔質コロイド状粒子（第２のコロイド状粒子）により構成される層が１層〜２層の範囲内で積層している層群が、コロイド状粒子の表面に吸着している」状態（「被覆複合光半導体粒子と多孔質コロイド状粒子（第２のコロイド状粒子）により構成される層が、コロイド状粒子の表面に１層〜３層の範囲内で吸着している」状態としてもよい）等がより好適であるといえる。
なお、上記の製造方法において、アクリルウレタンエマルジョン以外に他のコロイドを用いてもよい。
【００２２】
上記のように製造された本実施例のコーティング剤の使用方法について説明する。該コーティング剤は、プライマーコーティング液を使用することなく直接、コンクリート面、木材面等のコーティング面に塗布して使用する。すると、主として、コーティング剤における多孔質ゾル粒子Ｃ４の機能により、コーティング面に吸着する。
このように構成される本第４実施例によるコーティング剤によれば、上記光半導体粒子Ｂ４１に上記アパタイトＢ４２を被覆して複合化しているため、該アパタイトＢ４２によって細菌や有機物質の吸着能を向上させることができ、該アパタイトＢ４２によって吸着した細菌や有機物質等を上記光半導体粒子Ｂ４１が分解するため、細菌等の処理能力を向上させることができる。さらに、吸着した細菌等を光半導体粒子Ｂ４１が分解するため、上記アパタイトＢ４２の吸着面が吸着物で飽和するのを好適に防止でき、上記アパタイトＢ４２の吸着能が低下してしまうのを防止することができる。
また、上記アパタイトＢ４２がスペーサーとして機能するため、上記光半導体粒子Ｂ４１が他の基材等の粒子と直接接触しないことになる。そのため、光触媒体の触媒作用によってバインダーや基材そのものが分解されてしまうのを防止することができるため、本実施例のコーティング剤を有機樹脂に含有させることができ、また、繊維、木材、プラスチック等の有機体に使用することが可能となる。
また、本実施例のコーティング剤は、上記第３実施例のコーティング剤が有する効果も有している。
つまり、上記被覆複合光半導体粒子Ｂ４は上記アクリルウレタンエマルジョン粒子Ａ４の表面にて、効率よく光の照射を受けることができ、安定して光触媒機能を発揮することができる。さらに、上記被覆複合光半導体粒子Ｂ４は上記アクリルウレタンエマルジョン粒子Ａ４の表面で全体的に受光することができるため、上記被覆複合光半導体粒子Ｂ４を分散させた場合のように上記被覆複合光半導体粒子Ｂ４同士で光の照射を妨げあうことがないため、顕著に効率を高めることが可能になる。従って、薄い塗膜上においても光触媒体の有機物分解作用等の能力を十分に機能させることが可能になる。
また、上記アクリルウレタンエマルジョン粒子Ａ４と上記被覆複合光半導体粒子Ｂ４との粒径の比が２０対１となっているため、上記アクリルウレタンエマルジョン粒子Ａ４の表面に多数の上記被覆複合光半導体粒子Ｂ４が吸着することができ、従って、容積の小さい薄い塗膜上においても光触媒の有機物分解作用等の能力を十分に機能させることが可能になる。
また、上記被覆複合光半導体粒子Ｂ４の含有量が重量比３％（３０ｇ／１０００ｇ）と被覆複合光半導体粒子Ｂ４の含有量が低いためコロイド状態を維持するための増粘剤などの添加物を多く投入する必要がないため、それらの添加物によって被覆複合光半導体粒子Ｂ４が隠されてしまうのを抑制することができ、従って、上記被覆複合光半導体粒子Ｂ４に光が十分に照射されるため、十分に光触媒機能を発揮することができ、薄い塗膜上においても光触媒の有機物分解作用等の能力を十分に機能させることが可能になる。
また、アクリルウレタンエマルジョンの処方量も、被覆複合光半導体粒子がアクリルウレタンエマルジョン粒子に対して、１層〜２層吸着にするように調整されているので、コーティング剤として安定した性質を得ることが可能となる。
また、上記コーティング剤は、上述したように、上記アクリルウレタンエマルジョン粒子Ａ４と上記被覆複合光半導体粒子Ｂ４との粒径の比が４対１となっているため、上記被覆複合光半導体粒子Ｂ４の周囲に大きな空間部を形成することができる。そのため、上記コーティング剤は、十分な透光性を得ることができるとともに、十分な通気性、調湿性を備えたものとなっている。そのため、通気性が必要な木材などの天然素材へのコーティングも可能となるとともに、素材の吸湿、調湿効果も得ることができる。
さらに、上記アクリルウレタンエマルジョン粒子Ａ４の表面に上記多孔質ゾル粒子Ｃ４が吸着しているため、コーティング剤が基材、つまり、塗布面に接着する際の接着機能を果たすとともに、上記アクリルウレタンエマルジョン粒子Ａ４と被覆複合光半導体粒子Ｂ４との接着を補助する機能をも有している。また、この多孔質ゾル粒子Ｃ４は、上記のように、コーティング剤を多機能化させる機能を有している。
特に、上記アクリルウレタンエマルジョンと上記多孔質ゾルのバインダー機能によって、本実施例のコーティング剤は強い接着力を有したものとなるため、上述したように、上記コーティング剤は、直接コーティング面に吸着することができ、プライマーコーティング液を不要とすることが可能になる。
なお、上記の説明において、被覆複合光半導体粒子Ｂ４の平均粒径と、多孔質ゾル粒子Ｃ４の平均粒径とは、同じであるとして説明したが、アクリルウレタンエマルジョン粒子Ａ４の平均粒径よりも小さければ、被覆複合光半導体粒子Ｂ４の平均粒径と多孔質ゾル粒子Ｃ４の平均粒径とが互いに異なる粒径であってもよい。なお、被覆複合光半導体粒子Ｂ４の機能を損なわないためには、多孔質ゾル粒子Ｃ４の粒径が、被覆複合光半導体粒子Ｂ４の粒径に対して、１〜１．５倍であるのが好ましい。
【００２３】
次に、第５実施例について説明する。本第５実施例は、上記第４実施例に対して、後述するように、第２のコロイド状粒子としてアクリル超微粒エマルジョンを用いた点、第１のコロイド状粒子としてアクリルエマルジョンを用いた点が異なっている。その他の構成、作用、効果については、上記第４実施例と略同一であるため、重複する部分の記載は一部省略する。
本第５実施例のコーティング剤（光半導体コーティング液）を形成する光触媒複合体Ｈ５は、その構造としては第１２図に示すように、アクリルエマルジョン粒子（第１のコロイド状粒子）Ａ５の表面に、多数の被覆複合光半導体粒子Ｂ５と、アクリル超微粒エマルジョン粒子（第２のコロイド状粒子）Ｃ５が吸着されている。つまり、本実施例のコーティング剤は、複数（具体的には、多数）の光触媒複合体Ｈ５を有し、本実施例のコーティング剤は、アクリルエマルジョン粒子Ａ５と、被覆複合光半導体粒子Ｂ５と、アクリル超微粒エマルジョン粒子Ｃ５とを有している。
ここで、アクリルエマルジョン粒子Ａ５は、平均粒径５００ｎｍである。
また、被覆複合光半導体粒子（被覆光半導体粒子）Ｂ５は、上記第４実施例における被覆複合光半導体粒子と同様の構成であり、光半導体粒子Ｂ５１と、その表面に被覆されたアパタイトＢ５２により形成されている。つまり、上記光半導体粒子Ｂ５１の表面は、吸着機能物質であるアパタイトＢ５２によって被覆されて複合化されている。この被覆複合光半導体粒子Ｂ５は、平均粒径５０ｎｍ、比表面積７０ｍ2／ｇである。従って、上記アクリルエマルジョン粒子Ａ５と上記被覆複合光半導体粒子Ｂ５の粒径の比は、１０対１となっている。この被覆複合光半導体粒子Ｂ５は、上記被覆光半導体粒子として機能する。
この光半導体粒子Ｂ５１は、光触媒機能を有する半導体の粒子であり、例えば、二酸化チタンが用いられる。なお、上記光半導体粒子Ｂ５１としては、二酸化チタンを用いるが、カドミウムなど光触媒機能を有するものであれば適用可能である。
また、アパタイトＢ５２は、上記第４実施例と同様の構成であるので、その説明を省略する。
また、上記アクリル超微粒エマルジョン粒子Ｃ５は、平均粒径５０ｎｍ、固形分４０％である。従って、上記被覆複合光半導体粒子Ｂ５の平均粒径と上記アクリル超微粒エマルジョン粒子Ｃ５の平均粒径は同一であり、個々の被覆複合光半導体粒子Ｂ５とアクリル超微粒エマルジョン粒子Ｃ５においても、ほぼ同一の粒径となっている。これにより、アクリル超微粒エマルジョン粒子Ｃ５が被覆複合光半導体粒子Ｂ５よりも大きい場合には、アクリル超微粒エマルジョン粒子Ｃ５が被覆複合光半導体粒子Ｂ５を覆ってしまい被覆複合光半導体粒子Ｂ５の機能を損なうおそれがあるが、本実施例の場合には、被覆複合光半導体粒子Ｂ５とアクリル超微粒エマルジョン粒子Ｃ５とはほぼ同一の大きさであるので、そのようなおそれがない。また、このアクリル超微粒エマルジョン粒子Ｃ５は、コーティング剤が基材に接着する際の接着機能を果たすとともに、上記アクリルエマルジョン粒子Ａ５と被覆複合光半導体粒子Ｂ５との接着を補助する機能をも有している。また、このアクリル超微粒エマルジョン粒子Ｃ５は、コーティング剤を多機能化させる機能を有している。
アクリルエマルジョン粒子Ａ５、被覆複合光半導体粒子Ｂ５、アクリル超微粒エマルジョン粒子Ｃ５は上記のような大きさとなっているので、上記アクリルエマルジョン粒子Ａ５の球表面積３１４００００ｎｍ2、上記被覆複合光半導体粒子Ｂ５とアクリル超微粒エマルジョン粒子Ｃ５の球断面積１９６２．５ｎｍ2となるため、理論上では上記アクリルエマルジョン粒子Ａ５の表面には上記被覆複合光半導体粒子Ｂ５とアクリル超微粒エマルジョン粒子Ｃ５が計１６００個（３１４００００÷１９６２．５）吸着できることになる。
なお、第１２図においては、被覆複合光半導体粒子Ｂ５とアクリル超微粒エマルジョン粒子Ｃ５の粒径が同じであることを表現するために、アパタイトＢ５２の厚みを勘案して、光半導体粒子Ｂ５１の径をアクリル超微粒エマルジョン粒子Ｃ５の径よりも小さく表現されているが、アパタイトＢ５２の厚みは極僅かであるので、実際には光半導体粒子Ｂ５１の径とアクリル超微粒エマルジョン粒子Ｃ５の径とはほとんど同じであるといえる。また、第１２図は、アパタイトＢ５２の存在を強調して表現しているが、アパタイトＢ５２の厚みは実際には極僅かである。また、上記被覆複合光半導体粒子Ｂ５の平均粒径と上記アクリル超微粒エマルジョン粒子Ｃ５の平均粒径は同一であると説明したが、上記光半導体粒子Ｂ４１の平均粒径と上記アクリル超微粒エマルジョン粒子Ｃ５の平均粒径が同一であるようにしてもよい。
【００２４】
次に、本第５実施例のコーティング剤の製造方法について説明する。まず、予め、上記第４実施例に示した方法によって、上記光半導体粒子Ｂ５１に上記アパタイトＢ５２を被覆して複合化する。そして、そのように上記光半導体粒子Ｂ５１の表面にアパタイトＢ５２を生成して被覆させた被覆複合半導体粒子（被覆光半導体粒子）（平均粒径５０ｎｍ、比表面積７０ｍ2／ｇ）からなる粉体である被覆複合半導体粉１５ｇを水９２４ｇに、均一に分散して分散液を作る（分散液製造工程、第１４図参照）。
そして、その分散液に、上記アクリル超微粒エマルジョン粒子Ｃ５からなるアクリル超微粒エマルジョン２５ｇを混入、分散して混合液を作る（第１混入・分散工程、第１４図参照）。この場合、アクリル超微粒エマルジョンが、上記第１のコロイド状溶液に当たる。また、該アクリル超微粒エマルジョン粒子が、上記「第１のコロイド状溶液におけるコロイド状粒子」に当たる。
そして、その混合液（つまり、第１混入・分散工程で製造された混合液）に、更に、上記アクリルエマルジョン粒子Ａ５からなるアクリルエマルジョン（平均粒径５００ｎｍ、固形分４５％）を３６ｇを混合分散させて、１０００ｇの上記光半導体コーティング液の製造が終了する（第２混入・分散工程、第１４図参照）。この場合、混入されるアクリルエマルジョンが、上記第２のコロイド状溶液に当たる。また、該アクリルエマルジョン粒子が、上記「第２のコロイド状溶液におけるコロイド状粒子」に当たる。また、上記第１混入・分散工程と第２混入・分散工程とで、上記及び請求の範囲における混合液製造工程が構成される。
なお、被覆複合光半導体粒子からなる粉体、すなわち、被覆複合光半導体粉を１５ｇとしたのは、全体重量を１０００ｇとする前提のもとで、濃度を１．５％にしようとしたことに基づく。
なお、上記第５実施例のコーティング剤の製造工程においては、水に、被覆光半導体粒子の粉体を分散し、その後、アクリル超微粒エマルジョンを混入、分散し、その後、アクリルエマルジョンを混入、分散しているが、被覆光半導体粒子の粉体を分散する工程と、アクリル超微粒エマルジョンを混入、分散する工程と、アクリルエマルジョンを混入、分散する工程の順序は任意である。
また、上記第３実施例及び第４実施例と同様に、アクリルエマルジョン粒子Ａ５に対して、被覆複合光半導体Ｂ５及びアクリル超微粒エマルジョン粒子Ｃ５が１層〜２層吸着するのが最も良好である（なお、第９図では、１層のものを示している）。また、最大でも、５層とするのが好ましい。つまり、被覆複合光半導体粒子Ｂ５とアクリル超微粒エマルジョン粒子Ｃ５からなる層の層数は、１層〜５層程度とするのが好ましい。このように１層から５層程度とすることにより、被覆複合光半導体粒子の光触媒機能を十分果たすことができると同時に、添加剤等を投入しなくてもコロイド状態を維持してコーティング剤や塗料としての機能を持たせることができる。なお、１層分では、上記のように４００個の被覆複合光半導体粒子Ｂ５とアクリル超微粒エマルジョン粒子Ｃ５が吸着するので、５層とすると、計算上では、２０００個の被覆複合光半導体粒子Ｂ５が吸着することになる。
なお、実際の吸着に際しては、該層数は均一になっているわけではなく、ある部分では、２層になっていても、他の部分では、１層になっている等の現象が生じる。よって、「被覆複合光半導体粒子と第２のコロイド状粒子により構成される層が１層〜５層の範囲内で積層している層群が、第１のコロイド状粒子の表面に吸着している」や「被覆複合光半導体粒子と第２のコロイド状粒子が、第１のコロイド状粒子の表面に１層〜５層の範囲内で吸着している」や「被覆複合光半導体粒子と第２のコロイド状粒子により構成される層が、第１のコロイド状粒子の表面に１層〜５層の範囲内で吸着している」と表現した場合には、１つのコロイド状粒子（第１のコロイド状粒子）の表面の領域の全てに渉って１層〜５層のいずれかのみである場合（例えば、１つのコロイド状粒子（第１のコロイド状粒子）の表面の領域の全てに渉って１層（２層、３層、４層、５層のいずれかでもよい）である場合）と、１つのコロイド状粒子（第１のコロイド状粒子）の表面の領域の全てに渉って１層〜５層のうちのいずれかで、総数が複数種類存在する場合（例えば、１つのコロイド状粒子（第１のコロイド状粒子）の表面の領域におけるある部分では２層で、他の部分では１層という場合や、１つのコロイド状粒子（第１のコロイド状粒子）の表面の領域におけるある部分では４層で、他のある部分では３層で、残りの部分では２層という場合）とを含むことになる。
また、「被覆複合光半導体粒子と第２のコロイド状粒子により構成される層が１層〜２層の範囲内で積層している層群が、第１のコロイド状粒子の表面に吸着している」状態（「被覆複合光半導体粒子と第２のコロイド状粒子により構成される層が、第１のコロイド状粒子の表面に１層〜２層の範囲内で吸着している」状態としてもよい）や、「被覆複合光半導体粒子と第２のコロイド状粒子により構成される層が１層〜２層の範囲内で積層している層群が、第１のコロイド状粒子の表面に吸着している」状態（「被覆複合光半導体粒子と第２のコロイド状粒子により構成される層が、第１のコロイド状粒子の表面に１層〜３層の範囲内で吸着している」状態としてもよい）等がより好適であるといえる。
なお、上記の製造方法において、アクリルエマルジョン以外に他のコロイドを用いてもよい。
本実施例におけるコーティング剤の使用方法及び効果は、上記第４実施例と同様のであるので、その説明を省略する。
【００２５】
次に、第６実施例について説明する。第６実施例におけるコーティング剤（光半導体コーティング液）を形成する光触媒複合体Ｈ６においては、その構造としては第１３図に示すように、シリカゾル粒子（第１のコロイド状粒子）Ａ６の表面に、被覆複合光半導体粒子（被覆光半導体粒子）Ｂ６と、光半導体粒子Ｃ６と、シリカゾル粒子（第２のコロイド状粒子）Ｄ６が多数吸着されている。つまり、本実施例のコーティング剤は、複数（具体的には、多数）の光触媒複合体Ｈ６を有し、本実施例のコーティング剤は、シリカゾル粒子Ａ６と、被覆複合光半導体粒子Ｂ６と、光半導体粒子Ｃ６と、シリカゾル粒子Ｄ６とにより構成されているといえる。
このシリカゾル粒子Ａ６は、平均粒径５００ｎｍである。なお、シリカゾル粒子でなくても、他の多孔質のゾルの粒子でもよく、また、他のコロイド状粒子でもよい。
また、上記被覆複合光半導体粒子（被覆光半導体粒子）Ｂ６は、光半導体粒子Ｂ６１と、その表面に被覆されたアパタイトＢ６２により形成されている。つまり、上記光半導体粒子Ｂ６１の表面は、吸着機能物質であるアパタイトＢ６２によって被覆されて複合化されている。この被覆複合光半導体粒子Ｂ６は、平均粒径１０ｎｍ、比重約１．７である。従って、上記シリカゾル粒子Ａ６と上記被覆複合光半導体粒子Ｂ６の粒径の比は、５０対１となっている。この被覆複合光半導体粒子Ｂ６は、上記被覆光半導体粒子として機能する。なお、この被覆複合光半導体粒子Ｂ６は、上記第４実施例における被覆複合光半導体粒子Ｂ４と同様の構成であるので、その詳しい説明は省略する。
また、上記光半導体粒子Ｃ６は、アナターゼ型酸化チタンである。この光半導体粒子Ｃ６は、平均粒径１０ｎｍ、比重約１．７である。この光半導体粒子Ｃ６は、他の物質により被覆されてはいない。従って、上記シリカゾル粒子Ａ６と上記光半導体粒子Ｃ６の粒径の比は、５０対１となっている。なお、この光半導体粒子Ｃ６は、アナターゼ型酸化チタンでなく、他の光触媒機能を有する半導体の粒子であってもよい。
また、シリカゾル粒子Ｄ６は、平均粒径１０ｎｍである。従って、このシリカゾル粒子Ｄ６の平均粒径と、上記被覆複合光半導体粒子Ｂ６、光半導体粒子Ｃ６の平均粒径とは同一である。これにより、仮に、シリカゾルＤ６が被覆複合光半導体粒子Ｂ６や光半導体粒子Ｃ６よりも大きい場合には、シリカゾル粒子Ｄ６が被覆複合光半導体粒子Ｂ６や光半導体粒子Ｃ６を覆ってしまい、被覆複合光半導体粒子Ｂ６や光半導体粒子Ｃ６の機能を損なうおそれがあるが、本実施例の場合には、シリカゾル粒子Ｄ６と、被覆複合光半導体粒子Ｂ６、光半導体粒子Ｃ６とはほぼ同一の大きさであるので、そのようなおそれがない。また、このシリカゾル粒子Ｄ６は、コーティング剤が基材に接着する際の接着機能を果たすとともに、上記シリカゾル粒子Ａ６と被覆複合光半導体粒子Ｂ６との接着や、上記シリカゾル粒子Ａ６と光半導体粒子Ｃ６との接着を補助する機能をも有している。また、このシリカゾル粒子Ｄ６は、コーティング剤にセルフクリーニング機能を持たせることができる。このセルフクリーニング機能とは、シリカゾルの親水性を利用して、光半導体粒子により分解されたＮＯＸが水に洗い流されることにより、該コーティング剤を塗布した面に汚れが生じない機能をいう。なお、このシリカゾル粒子Ｄ６に限られず、他の多孔質ゾル粒子としてもよい。他の多孔質ゾル粒子としては、例えば、多孔性酸化亜鉛粒子が挙げられる。この多孔性酸化亜鉛粒子の場合には、抗菌や紫外線カット機能を得ることができる。シリカゾル粒子Ａ６、被覆複合光半導体粒子Ｂ６、光半導体粒子Ｃ６、シリカゾル粒子Ｄ６は上記のような大きさとなっているので、上記シリカゾル粒子Ａ６の球表面積７８５０００ｎｍ2、上記被覆複合光半導体粒子Ｂ６と光半導体粒子Ｃ６とシリカゾル粒子Ｄ６の球断面積７８．５ｎｍ2となるため、理論上では上記シリカゾル粒子Ａ６の表面には上記被覆複合光半導体粒子Ｂ６と光半導体粒子Ｃ６とシリカゾル粒子Ｄ６が計１００００個（７８５０００÷７８．５）吸着できることになる。
なお、第１３図においては、被覆複合光半導体粒子Ｂ６と光半導体粒子Ｃ６とシリカゾル粒子Ｄ６の粒径が同じであることを表現するために、アパタイトＢ６２の厚みを勘案して、光半導体粒子Ｂ６１の径を光半導体粒子Ｃ６やシリカゾル粒子Ｄ６の径よりも小さく表現されているが、アパタイトＢ６２の厚みは極僅かであるので、実際には光半導体粒子Ｂ６１の径と光半導体粒子Ｃ６、シリカゾル粒子Ｄ６の径とはほとんど同じであるといえる。また、第１３図は、アパタイトＢ６２の存在を強調して表現しているが、アパタイトＢ６２の厚みは実際には極僅かである。また、上記被覆複合光半導体粒子Ｂ６の平均粒径と上記光半導体粒子Ｃ６、シリカゾル粒子Ｄ６の平均粒径は同一であると説明したが、上記光半導体粒子Ｂ６１の平均粒径と上記光半導体粒子Ｃ６、シリカゾル粒子Ｄ６の平均粒径が同一であるようにしてもよい。
【００２６】
次に、本第６実施例のコーティング剤の製造方法について説明する。まず、予め、上記第４実施例に示した方法によって、上記光半導体粒子Ｂ６１に上記アパタイトＢ６２を被覆して複合化する。そして、そのように上記光半導体粒子Ｂ６１の表面にアパタイトＢ６２を生成して被覆させた被覆複合半導体粒子Ｂ６（平均粒径１０ｎｍ、比重約１．７）からなる粉体である被覆複合半導体粉０．５ｇと、アナターゼ型酸化チタン（平均粒径１０ｎｍ、比重約１．７）の粉体を水１５７ｇに、均一に分散して分散液を作る（分散液製造工程、第１４図参照）。
そして、その分散液に、上記シリカゾル粒子Ｄ６からなるシリカゾルの水溶液（平均粒径１０ｎｍ、比重約１．７、固形分２０％）２ｇを混入、分散して混合液を作る（第１混入・分散工程、第１４図参照）。この場合、混入されるシリカゾルの水溶液が、上記第１のコロイド状溶液に当たる。また、シリカゾル粒子Ｄ６が、上記「第１のコロイド状溶液におけるコロイド状粒子」に当たる。
そして、その混合液（つまり、第１混入・分散工程で製造された混合液）に、更に、上記シリカゾル粒子Ａ６からなるシリカゾルの水溶液（平均粒径５００ｎｍ、比重約１．７、固形分２０％）４０ｇを混入、分散して（第２混入・分散工程、第１４図参照）２００ｇのコーティング液が得られた。この場合、このシリカゾルの水溶液が、上記第２のコロイド状溶液に当たる。また、該シリカゾル粒子Ａ６が、上記「第１のコロイド状溶液におけるコロイド状粒子」に当たる。
なお、上記シリカゾル粒子Ｄ６からなるシリカゾルを混入、分散する工程（つまり、上記第１混入・分散工程）と、上記シリカゾル粒子Ａ６からなるシリカゾルを混入、分散する工程（つまり、第２混入・分散工程）とで、上記及び請求の範囲における混合液製造工程が構成される。
なお、被覆複合光半導体粒子からなる粉体、すなわち、被覆複合光半導体粉を０．５ｇとするとともに、アナターゼ型酸化チタンを０．５ｇとしたのは、全体重量を２００ｇとする前提のもとで、濃度を０．５（１／２００）％にしようとしたことに基づく。
なお、上記第６実施例のコーティング剤の製造工程においては、水に、被覆光半導体粒子の粉体とアナターゼ型酸化チタンの粉体を分散し、その後、シリカゾル粒子Ｄ６を有するシリカゾルの水溶液を混入、分散し、その後、シリカゾル粒子Ａ６を有するシリカゾルの水溶液を混入、分散しているが、被覆光半導体粒子の粉体とアナターゼ型酸化チタンの粉体を分散する工程と、シリカゾル粒子Ｄ６を有するシリカゾルの水溶液を混入、分散する工程と、シリカゾル粒子Ａ６を有するシリカゾルの水溶液を混入、分散する工程の順序は任意である。
また、シリカゾル粒子Ａ６に対して、被覆複合光半導体Ｂ６、光半導体粒子Ｃ６及びシリカゾル粒子Ｄ６が１層〜２層吸着するのが最も良好である（なお、第１３図では、１層のものを示している）。また、最大でも、５層とするのが好ましい。つまり、被覆複合光半導体粒子Ｂ６と光半導体粒子Ｃ６とシリカゾル粒子Ｄ６からなる層の層数は、１層〜５層程度とするのが好ましい。このように１層から５層程度とすることにより、被覆複合光半導体粒子や光半導体粒子の光触媒機能を十分果たすことができると同時に、添加剤等を投入しなくてもコロイド状態を維持してコーティング剤や塗料としての機能を持たせることができる。
なお、実際の吸着に際しては、該層数は均一になっているわけではなく、ある部分では、２層になっていても、他の部分では、１層になっている等の現象が生じる。よって、「被覆複合光半導体粒子と光半導体粒子と多孔質コロイド状粒子（第２のコロイド状粒子）により構成される層が１層〜５層の範囲内で積層している層群が、コロイド状粒子の表面に吸着している」や「被覆複合光半導体粒子と光半導体粒子と多孔質コロイド状粒子（第２のコロイド状粒子）が、コロイド状粒子の表面に１層〜５層の範囲内で吸着している」や「被覆複合光半導体粒子と光半導体粒子と多孔質コロイド状粒子（第２のコロイド状粒子）により構成される層が、コロイド状粒子の表面に１層〜５層の範囲内で吸着している」と表現した場合には、１つのコロイド状粒子の表面の領域の全てに渉って１層〜５層のいずれかのみである場合（例えば、１つのコロイド状粒子の表面の領域の全てに渉って１層（２層、３層、４層、５層のいずれかでもよい）である場合）と、１つのコロイド状粒子の表面の領域の全てに渉って１層〜５層のうちのいずれかで、総数が複数種類存在する場合（例えば、１つのコロイド状粒子の表面の領域におけるある部分では２層で、他の部分では１層という場合や、１つのコロイド状粒子の表面の領域におけるある部分では４層で、他のある部分では３層で、残りの部分では２層という場合）とを含むことになる。
また、「被覆複合光半導体粒子と光半導体粒子と多孔質コロイド状粒子（第２のコロイド状粒子）により構成される層が１層〜２層の範囲内で積層している層群が、コロイド状粒子の表面に吸着している」状態（「被覆複合光半導体粒子と光半導体粒子と多孔質コロイド状粒子（第２のコロイド状粒子）により構成される層が、コロイド状粒子の表面に１層〜２層の範囲内で吸着している」状態としてもよい）や、「被覆複合光半導体粒子と光半導体粒子と多孔質コロイド状粒子（第２のコロイド状粒子）により構成される層が１層〜２層の範囲内で積層している層群が、コロイド状粒子の表面に吸着している」状態（「被覆複合光半導体粒子と光半導体粒子と多孔質コロイド状粒子（第２のコロイド状粒子）により構成される層が、コロイド状粒子の表面に１層〜３層の範囲内で吸着している」状態としてもよい）等がより好適であるといえる。
【００２７】
上記のように製造された本実施例のコーティング剤の使用方法について説明する。この第６実施例のコーティング剤を使用するに当たっては、プライマーコーティング液、特に、無機プライマーコーティング液を用いる。この無機プライマーコーティング液としては、シリカのゾル・ゲル膜を形成するものが挙げられる。上記の無機プライマーコーティング液を塗布してプライマー層を形成した後に、該プライマー層に本実施例のコーティング剤を塗布する。
このように構成される本第６実施例によるコーティング液によれば、上記光半導体粒子Ｂ６１に上記アパタイトＢ６２を被覆して複合化しているため、該アパタイトＢ６２によって細菌や有機物質の吸着能を向上させることができ、該アパタイトＢ６２によって吸着した細菌や有機物質等を上記光半導体粒子Ｂ６１が分解するため、細菌等の処理能力を向上させることができる。さらに、吸着した細菌等を光半導体粒子Ｂ６１が分解するため、上記アパタイトＢ６２の吸着面が吸着物で飽和するのを好適に防止でき、上記アパタイトＢ６２の吸着能が低下してしまうのを防止することができる。
また、本実施例のコーティング剤は、上記第３実施例〜第５実施例のコーティング剤が有する効果も有している。つまり、上記被覆複合光半導体粒子Ｂ６は上記シリカゾル粒子Ａ６の表面にて、効率よく光の照射を受けることができ、安定して光触媒機能を発揮することができる。さらに、上記被覆複合光半導体粒子Ｂ６は上記シリカゾル粒子Ａ６の表面で全体的に受光することができるため、上記被覆複合光半導体粒子Ｂ６を分散させた場合のように上記被覆複合光半導体粒子Ｂ６同士で光の照射を妨げあうことがないため、顕著に効率を高めることが可能になる。従って、薄い塗膜上においても光触媒体の有機物分解作用等の能力を十分に機能させることが可能になる。
さらに、本実施例のコーティング剤においては、アパタイトに被覆されていない光半導体粒子Ｃ６をも有しているので、光半導体粒子の光触媒機能を十分得ることができ、薄い塗膜上においても、光触媒の有機物分解作用等の能力を十分に機能させることが可能となる。
また、上記シリカゾル粒子Ａ６と上記被覆複合光半導体粒子Ｂ６、光半導体粒子Ｃ６、シリカゾル粒子Ｄ６との粒径の比が５０対１となっているため、上記シリカゾル粒子Ａ６の表面に多数の上記被覆複合光半導体粒子Ｂ６や光半導体粒子Ｃ６やシリカゾル粒子Ｄ６が吸着することができ、従って、容積の小さい薄い塗膜上においても光触媒の有機物分解作用等の能力を十分に機能させることが可能になる。
また、上記被覆複合光半導体粒子Ｂ６と光半導体粒子Ｃ６の含有量が重量比０．５％と被覆複合光半導体粒子Ｂ６と光半導体粒子Ｃ６の含有量が低いためコロイド状態を維持するための増粘剤などの添加物を多く投入する必要がないため、それらの添加物によって被覆複合光半導体粒子Ｂ６や光半導体粒子Ｃ６が隠されてしまうのを抑制することができ、従って、上記被覆複合光半導体粒子Ｂ６や光半導体粒子Ｃ６に光が十分に照射されるため、十分に光触媒機能を発揮することができ、薄い塗膜上においても光触媒の有機物分解作用等の能力を十分に機能させることが可能になる。
また、シリカゾルの処方量も、被覆複合光半導体粒子や光半導体粒子やシリカゾルがシリカゾル粒子に対して、１層〜２層吸着にするように調整されているので、コーティング剤として安定した性質を得ることが可能となる。
また、上記コーティング剤は、上述したように、上記シリカゾル粒子Ａ６と上記被覆複合光半導体粒子Ｂ６、光半導体粒子Ｃ６、シリカゾル粒子Ｄ６との粒径の比が２０対１となっているため、上記被覆複合光半導体粒子Ｂ６や光半導体粒子Ｃ６の周囲に大きな空間部を形成することができる。そのため、上記コーティング剤は、十分な透光性を得ることができるとともに、十分な通気性、調湿性を備えたものとなっている。そのため、通気性が必要な木材などの天然素材へのコーティングも可能となるとともに、素材の吸湿、調湿効果も得ることができる。
さらに、上記シリカゾル粒子Ａ６の表面に上記シリカゾル粒子Ｄ６が吸着しているため、コーティング剤が基材、つまり、塗布面に接着する際の接着機能を果たすとともに、上記シリカゾル粒子Ａ６と被覆複合光半導体粒子Ｂ６との接着や、上記シリカゾル粒子Ａ６と光半導体粒子Ｃ６との接着を補助する機能をも有している。
特に、上記２種類のシリカゾルのバインダー機能によって、本実施例のコーティング剤は強い接着力を有したものとなるため、上述したように、上記コーティング剤は、直接コーティング面に吸着することができ、プライマーコーティング液を不要とすることが可能になる。
なお、上記の説明において、被覆複合光半導体粒子Ｂ６の平均粒径と、光半導体粒子Ｃ６の平均粒径と、シリカゾルＤ６の平均粒径とは、同じであるとして説明したが、シリカゾル粒子Ａ６の平均粒径よりも小さければ、被覆複合光半導体粒子Ｂ６の平均粒径と、光半導体粒子Ｃ６の平均粒径と、シリカゾル粒子Ｄ６の平均粒径とが互いに異なる粒径であってもよい。なお、被覆複合光半導体粒子Ｂ６や光半導体粒子Ｃ６の機能を損なわないためには、シリカゾル粒子Ｄ６の粒径が、被覆複合光半導体粒子Ｂ６や光半導体粒子Ｃ６の粒径に対して、１〜１．５倍であるのが好ましい。
なお、上記第６実施例の説明においては、コーティング剤には、シリカゾル粒子Ａ６と、被覆複合光半導体粒子Ｂ６と、光半導体粒子Ｃ６と、シリカゾル粒子Ｄ６とを有するとして説明したが、これには限られず、シリカゾル粒子Ｄ６を省略するようにしてもよい。この場合には、上記製造工程においても、平均粒径１０ｎｍのシリカゾルを混入する工程は省略されることになる。
【００２８】
なお、上記第３実施例から第６実施例においては、コロイド状粒子、つまり、第１のコロイド状粒子の粒径と光半導体粒子（又は被覆複合光半導体粒子）の粒径の比として、１０：１、２０：１等として説明したが、第１のコロイド状粒子の粒径が光半導体粒子（又は被覆複合光半導体粒子）の粒径の１倍以上であればよい。また、第１のコロイド状粒子の粒径と第２のコロイド状粒子の粒径の比として、１０：１、２０：１として説明したが、第１のコロイド状粒子の粒径が第２のコロイド状粒子の粒径の１倍以上であればよい。
ここで、第１のコロイド状粒子の粒径が光半導体粒子（又は被覆複合光半導体粒子）の粒径及び第２のコロイド状粒子の粒径の１倍であっても、球表面積（４πｒ2）／球断面積（πｒ2）＝４となり、第１のコロイド状粒子の回りに、計４個の光半導体粒子（又は被覆複合光半導体粒子）及び第２のコロイド状粒子が吸着できるのであり、多くの光半導体粒子（又は被覆複合光半導体粒子）及び第２のコロイド状粒子が吸着できるといえる。なお、第１のコロイド状粒子の粒径が光半導体粒子（又は被覆複合光半導体粒子）の粒径の１倍を越える場合がより好適であり、さらには、第１のコロイド状粒子の粒径が光半導体粒子（又は被覆複合光半導体粒子）の粒径の２倍以上である場合がより好適であり、さらには、第１のコロイド状粒子の粒径が光半導体粒子（又は被覆複合光半導体粒子）の粒径の１０倍以上である場合がより好適であるといえる。また、第１のコロイド状粒子の粒径が光半導体粒子（又は被覆複合光半導体粒子）の粒径の１〜１０００倍としてもよい。また、第２のコロイド状粒子についても、第１のコロイド状粒子の粒径が第２のコロイド状粒子の粒径の１倍を越える場合がより好適であり、さらには、第１のコロイド状粒子の粒径が第２のコロイド状粒子の粒径の２倍以上である場合がより好適であり、さらには、第１のコロイド状粒子の粒径が第２のコロイド状粒子の粒径の１０倍以上である場合がより好適であるといえる。また、第１のコロイド状粒子の粒径が第２のコロイド状粒子の粒径の１〜１０００倍としてもよい。
また、光半導体粒子や被覆複合光半導体粒子の濃度については、上記のように、５％、２．５％等であるとして説明したが、０．１〜１０％であればよい。
また、上記各実施例では、光触媒複合体をコーティング剤として用いた例を示しているが、塗料とする場合にあっては上記各コーティング剤に顔料を適宜混入させればよい。
また、本発明は、上記各実施例の態様のみに限定されるものではなく、例えば、光半導体粒子としては光半導体としての機能を有する粒子であれば全て含まれ、光半導体粒子の他に光触媒機能を有する粒子であってもよい。特に、上記請求項において、「光半導体粒子」の代わりに、「光触媒機能粒子」としてもよく、また、「被覆光半導体粒子」の代わりに、「被覆光触媒機能粒子」としてもよい。この光触媒機能粒子とは、光触媒機能を有する粒子を意味するものである。
また、上記各実施例においては、上記光触媒複合体をコーティング剤、或いは塗料に混入するものとしているが、それのみに限定されるものではなく、抗菌剤、防錆剤、浄化剤など、上記光触媒複合体が混入可能なものであればすべて含まれる。
また、第９図は、光半導体粒子Ｂ３が単層吸着している状態を図示しており、また、第１１図は、被覆複合光半導体粒子Ｂ４が単層吸着している状態を図示しているが、第９図及び第１１図は、単層吸着の理想的な状態を図示したものである。また、第９図や第１１図は光触媒複合体（又は被覆複合光半導体粒子）を模式的に示したものであり、実際には、コロイド状粒子の表面に吸着している粒子の数も第９図や第１１図や第１２図に示すものとは限らない。また、実際には、第９図や第１１図や第１２図に示すように隙間なく粒子が吸着しているとは限らない。
また、上記各実施例においては、１つの平均粒径のコロイド状粒子を含有させているが、平均粒径の異なる複数種類のコロイド状粒子を含有させてもよい。特に、第１のコロイド状粒子が、平均粒径の異なる複数種類のコロイド状粒子から構成されているようにすることにより、大径のコロイド状粒子の回りの隙間に小径のコロイド状粒子が入り込むため、空間が埋められてコーティング剤の密度を高めることができる。
なお、上記第３実施例から第６実施例の説明においては、コロイドとして、アクリルシリコンエマルジョン、アクリルウレタンエマルジョン、アクリルエマルジョン等を例に挙げて説明したが、他のコロイドを用いてもよい。
また、上記第３実施例及び第４実施例においては、第２のコロイド状粒子として、多孔質ゾル粒子を例に取って説明し、また、上記第５実施例においては、第２のコロイド状粒子として、アクリル超微粒エマルジョン粒子を例に取って説明したが、他のコロイド状粒子を用いてもよい。また、上記吸着機能物質として、アパタイトを例にとって説明したが、他の物質、つまり、他の吸着機能を有する物質を用いてもよい。
また、上記の説明で、「二酸化チタン」とあるのは「酸化チタン」としてもよく、また、「酸化チタン」とあるのは「二酸化チタン」としてもよい。
【００２９】
産業上の利用可能性
本発明に基づくコーティング剤によれば、第１のコロイド状粒子と、光半導体粒子及び／又は被覆光半導体粒子とを有することから、コロイド状粒子の表面に光半導体粒子及び／又は被覆光半導体粒子が吸着した状態となっているため、上記光半導体粒子及び／又は被覆光半導体粒子は上記コロイド状粒子の表面において効率よく光の照射を受けることができ、安定して光触媒機能を発揮することができる。さらに、上記光半導体粒子及び／又は被覆光半導体粒子は上記コロイド状粒子の表面で全体的に受光することができるため、上記光半導体粒子及び／又は被覆光半導体粒子を分散させた場合のように上記光半導体粒子及び／又は被覆光半導体粒子同士で光の照射を妨げあうことがないため、顕著に効率を高めることが可能になる。従って、容積の小さい薄い塗膜上においても光触媒体の有機物分解作用等の能力を十分に機能させることが可能になる。
また、特に、光半導体粒子を吸着機能物質で被覆してなる被覆光半導体粒子を用いた場合には、光半導体粒子は吸着機能物質により被覆されているので、有害物質の吸着能力を向上させることができ、また、光半導体粒子が他の基材等の粒子と直接接触しないので、光半導体の触媒作用によってバインダーや基材等が分解されてしまうのを防止することが可能となる。
また、特に、第２のコロイド状粒子や第１のコロイド状溶液におけるコロイド状粒子（以下単に「第２のコロイド状粒子等」とする）を有する場合には、上記第１のコロイド状粒子等の表面に、第２のコロイド状粒子等がさらに吸着された状態となっている。よって、上記コーティング剤が上記第２のコロイド状粒子等の機能をも有するものとなり、上記コーティング剤の多機能化を図ることができる。
また、上記第１のコロイド状粒子等の粒径が、上記光半導体粒子等の粒径の１倍以上の大きさとした場合には、上記コロイド状粒子の表面に多数の上記光半導体粒子等が付着することができる。従って、小さい容積中においても光触媒機能を有効に発揮可能な表面積を非常に大きいものとすることができるため、容積の小さい薄い塗膜上においても光触媒の有機物分解作用等の能力を十分に機能させることが可能になる。
また、上記第１のコロイド状粒子等の粒径が、上記第２のコロイド状粒子等の粒径の１倍以上の大きさとした場合には、第２のコロイド状粒子等も第１のコロイド状粒子等の表面に多数吸着することができ、この第２のコロイド状粒子等による多機能化を十分図ることが可能となる。
また、上記光半導体粒子等におけるコーティング剤全体の重量における含有量を、重量比０．１〜１０％とした場合には、光半導体粒子の含有量が低く抑制され、そのため、コロイド状態を維持するための増粘剤などの添加物を多く投入する必要がないため、それらの添加物によって光触媒半導体粒子が隠されてしまうのを抑制することができる。従って、上記光触媒複合体に光が十分に照射されるため、光触媒複合体が十分に光触媒機能を発揮することができ、薄い塗膜上においても光触媒の有機物分解作用等の能力を十分に機能させることが可能になる。
また、上記光半導体粒子等の粒径に対する上記第２のコロイド粒子等の粒径が、１〜１．５倍である場合には、上記光半導体粒子等の粒径と上記第２のコロイド状粒子等の粒径が同径又は近似したものとなる。そのため、上記光半導体の機能と上記第２のコロイド状粒子等の機能を良好にバランスよく発揮することができる。
また、上記光半導体粒子等と上記第２のコロイド状粒子等により構成される層が１層〜５層の範囲内で積層している層群が、上記第１のコロイド状粒子等の表面に吸着している場合には、光半導体粒子等の光触媒機能を十分果たすことができると同時に、添加剤等を投入しなくてもコロイド状態を維持してコーティング剤や塗料としての機能を持たせることができる。
【００３０】
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の第１実施例に基づくコーティング剤における光触媒複合体の構造を示す説明図である。
第２図は、本発明の第１実施例に基づくコーティング剤の使用状態を示す説明図である。
第３図は、単層吸着と多分子吸着とを説明するための説明図であり、（ａ）は単層吸着を説明する説明図であり、（ｂ）は多分子吸着を説明する説明図である。
第４図は、本発明の第２実施例に基づくコーティング剤における光触媒複合体の構造を示す説明図である。
第５図は、試験結果を示す説明図である。
第６図は、試験結果を示す説明図である。
第７図は、試験結果を示す説明図である。
第８図は、本発明の第１実施例と第２実施例のコーティング剤の製造工程の概略を示す説明図である。
第９図は、本発明の第３実施例に基づくコーティング剤における光触媒複合体の構造を示す説明図である。
第１０図は、本発明の第３実施例に基づくコーティング剤の使用状態を示す説明図である。
第１１図は、本発明の第４実施例に基づくコーティング剤における光触媒複合体の構造を示す説明図である。
第１２図は、本発明の第５実施例に基づくコーティング剤における光触媒複合体の構造を示す説明図である。
第１３図は、本発明の第６実施例に基づくコーティング剤における光触媒複合体の構造を示す説明図である。
第１４図は、本発明の第３実施例から第６実施例までのコーティング剤の製造工程の概略を示す説明図である。[0001]
Technical field
The present invention is a coatingTo the agentIn particular, the present invention relates to a technique for enhancing the photocatalytic function and improving efficiency.
[0002]
Background art
Conventionally, a technique has been proposed in which a photocatalyst is contained in a coating agent or paint, and a coating film is formed on a building material or structure, thereby providing a photocatalytic function on the surface of the building material or structure. Specifically, a photocatalyst function by irradiating light to the photocatalyst body, that is, a sterilization, deodorizing and purifying function by an organic substance decomposition action based on the oxidation-reduction action of the photocatalyst body was formed. It is a technology that can be demonstrated on the surface of building materials and structures.
Here, in the conventional coating agents and paints having a photocatalytic function, there are those in which a photocatalyst such as a photo semiconductor and a colloidal particle are dispersed. As the capacity needs to function sufficiently, the concentration of the photocatalyst such as a photo semiconductor is set to a relatively high concentration (for example, 20% or more), and even if the photocatalyst is at a high concentration, the colloidal state is maintained. In order to provide functions as a coating agent or paint, additives such as thickeners and film thickeners have been added.
Conventionally, the surface of the photocatalyst is coated with calcium phosphate such as apatite to form a photocatalyst complex, so that harmful substances are easily adsorbed, and the photocatalyst is not in direct contact with the substrate as apatite becomes a spacer. Thus, a technique for preventing decomposition and deterioration of the substrate itself has been proposed (Japanese Patent Laid-Open No. 10-244166). In particular, according to this technique, the effect of suitably combining the adsorption ability of calcium phosphate and the resolution of the photocatalyst is also provided. Specifically, since the photocatalyst decomposes bacteria, organic substances, etc. adsorbed by calcium phosphate, the adsorption surface of calcium phosphate can be suitably prevented from being saturated with adsorbate, resulting in a decrease in calcium phosphate adsorption capacity. It is a unique effect that can be prevented.
However, when a large amount of additives such as a thickener is added as such, the photocatalyst is hidden by the additives, and thus there is a problem that the photocatalyst is not sufficiently irradiated with light. For this reason, the photocatalyst cannot fully exhibit the photocatalytic function, and even if a large amount of the photocatalyst is added, a sufficient photocatalytic function cannot be obtained on a thin coating film.
As described above, in conventional coating agents and paints having a photocatalytic function, it is difficult to form a coating film that can sufficiently function the ability of the photocatalyst to decompose organic substances.
Therefore, the present invention can fully function the ability of the photocatalyst to decompose organic substances, and in particular, a coating that can sufficiently exhibit the ability even on a thin coating film.AgentThe purpose is to provide.
[0003]
Disclosure of the invention
The present invention was created to solve the above problems, and firstly, a coating agent comprising colloidal particles,The colloidal particles have a particle size of 1/10 or less and adsorbed on the surface of the colloidal particles.And an optical semiconductor particle.
In the coating agent of this first configuration,Since the photo-semiconductor particles are adsorbed on the surface of the loid-like particles, the photo-semiconductor particles can be efficiently irradiated with light on the surface of the colloidal particles, and stably exhibit the photocatalytic function. be able to. Furthermore, since the photo semiconductor particles can receive light entirely on the surface of the colloidal particles, the photo semiconductor particles may interfere with light irradiation as in the case where the photo semiconductor particles are dispersed. Therefore, the efficiency can be remarkably increased. Accordingly, it is possible to sufficiently function the ability of the photocatalyst to decompose organic substances.. Also,The particle size of the colloidal particles is equal to the particle size of the optical semiconductor particles.10 timesAs described above, a large number of the optical semiconductor particles can be adsorbed on the surface of the colloidal particles. Therefore, since the surface area on which the photo semiconductor particles are adsorbed can be made very large, it is possible to sufficiently function the ability of the photocatalyst to decompose organic substances. Note that the colloidal particles may have a particle diameter of 1 to 1000 times the particle diameter of the optical semiconductor particles.
The second2In the above1'sIn the constitution, the content of the optical semiconductor particles in the entire coating agent is 0.1 to 10% by weight. That is, the content of the photo semiconductor particles in the total weight of the coating agent is 0.1 to 10% by weight. This first2In the coating agent having the structure, the content of the optical semiconductor particles is set to 0.1 to 10% (percent) by weight, so that the content of the optical semiconductor particles is suppressed to be low. Therefore, since it is not necessary to add many additives such as a thickener for maintaining the colloidal state, it is possible to prevent the optical semiconductor particles from being hidden by these additives. Accordingly, since the photo semiconductor particles are sufficiently irradiated with light, the photo semiconductor particles can sufficiently exhibit the photocatalytic function, and the ability of the photocatalyst to decompose organic substances sufficiently functions even on a thin coating film. It becomes possible.
The second3In the firstOr secondIn the constitution, the photo semiconductor particles are adsorbed on the surface of the colloidal particles in the range of 1 to 5 layers. In this way, by having about 1 to 5 layers, the photocatalytic function of the optical semiconductor particles can be sufficiently achieved, and at the same time, the colloidal state can be maintained without adding additives and the like as a coating agent or paint. Can have a function.
[0004]
The second4Includes a coating agent, colloidal particles,A coated optical semiconductor particle having a particle size of 1/10 or less of the particle size of the colloidal particle and adsorbed on the surface of the colloidal particle,And coated optical semiconductor particles obtained by coating optical semiconductor particles with an adsorption functional substance.
This first4In the coating agent of the composition,Since the coated photo-semiconductor particles are adsorbed on the surface of the loid-like particles, the coated photo-semiconductor particles can be efficiently irradiated with light on the surface of the colloidal particles, and can stably function as a photocatalyst. Can be demonstrated. Furthermore, since the coated semiconductor particles can totally receive light on the surface of the colloidal particles, the coated optical semiconductor particles interfere with light irradiation as in the case where the coated optical semiconductor particles are dispersed. Therefore, the efficiency can be remarkably increased. Therefore, it is possible to sufficiently function the ability of the photocatalyst to decompose organic substances. In addition, since the optical semiconductor particles are coated with an adsorption functional substance, the adsorption ability of harmful substances can be improved, and the optical semiconductor particles are not in direct contact with other particles by the adsorption functional substance. It is possible to prevent the binder, the base material and the like from being decomposed by the catalytic action. That is, it is possible to prevent the binder from being decomposed when the binder is mixed into the binder or coating agent as a primer, and it is also possible to directly apply the coating agent to fibers or plastics.. In addition, since the colloidal particles have a particle size of 10 times or more than the particle size of the optical semiconductor particles, a large number of the coated optical semiconductor particles can be adsorbed on the surface of the colloidal particles. Therefore, since the surface area on which the photo semiconductor particles are adsorbed can be made very large, it is possible to sufficiently function the ability of the photocatalyst to decompose organic substances.
The second5In the above4In the constitution, the content of the coated optical semiconductor particles in the entire coating agent is 0.1 to 10% by weight. That is, the content of the coated optical semiconductor particles in the total weight of the coating agent is set to 0.1 to 10% by weight. This first5In the coating agent having the structure described above, the content of the coated optical semiconductor particles is set to 0.1 to 10% (percent) by weight, so that the content of the coated optical semiconductor particles is suppressed to be low. Therefore, since it is not necessary to add many additives such as a thickener for maintaining the colloidal state, it is possible to prevent the optical semiconductor particles from being hidden by these additives. Accordingly, since the photo semiconductor particles are sufficiently irradiated with light, the photo semiconductor particles can sufficiently exhibit the photocatalytic function, and the ability of the photocatalyst to decompose organic substances sufficiently functions even on a thin coating film. It becomes possible.
[0005]
The second6Includes a coating agent, colloidal particles,A coated optical semiconductor particle having a particle size of 1/10 or less of the particle size of the colloidal particle and adsorbed on the surface of the colloidal particle,Coated optical semiconductor particles obtained by coating optical semiconductor particles with an adsorption functional substance;The colloidal particles have a particle size of 1/10 or less and adsorbed on the surface of the colloidal particles.And an optical semiconductor particle.
This first6In the coating agent of the composition,Since the coated photo-semiconductor particles and the photo-semiconductor particles are adsorbed on the surface of the loid-like particles, the coated photo-semiconductor particles and the photo-semiconductor particles efficiently irradiate light on the surface of the colloidal particles. And can stably exhibit a photocatalytic function. Further, since the coated semiconductor particles and the optical semiconductor particles can totally receive light on the surface of the colloidal particles, the coated light particles are dispersed as in the case where the coated optical semiconductor particles and the optical semiconductor particles are dispersed. Since the semiconductor particles do not interfere with light irradiation, the efficiency can be significantly increased. Therefore, it is possible to sufficiently function the ability of the photocatalyst to decompose organic substances. Moreover, since the optical semiconductor particles are coated with the adsorption functional substance, the adsorption ability of harmful substances can be improved. Moreover, since not only the coated optical semiconductor particles but also the uncoated optical semiconductor particles are included, it is possible to obtain a sufficient photocatalytic effect..The particle size of the colloidal particles is equal to the particle size of the optical semiconductor particles.10Since it is twice or more, a large number of the optical semiconductor particles can be adsorbed on the surface of the colloidal particles. Therefore, since the surface area on which the photo semiconductor particles are adsorbed can be made very large, it becomes possible to sufficiently function the ability of the photocatalyst to decompose organic substances and the like..
Seventh, the above-mentioned6'sIn the constitution, the content of the optical semiconductor particles in the entire coating agent is 0.1 to 10% by weight. That is, the content of the photo semiconductor particles in the total weight of the coating agent is 0.1 to 10% by weight. Therefore, since the content of the above-mentioned photo semiconductor particles is 0.1 to 10% (percent) by weight, the content of the photo semiconductor particles is suppressed to be low. Therefore, since it is not necessary to add many additives such as a thickener for maintaining the colloidal state, it is possible to prevent the optical semiconductor particles from being hidden by these additives. Accordingly, since the photo semiconductor particles are sufficiently irradiated with light, the photo semiconductor particles can sufficiently exhibit the photocatalytic function, and the ability of the photocatalyst to decompose organic substances sufficiently functions even on a thin coating film. It becomes possible.
The second8In the above4To the second7In any one of the configurations described above, the adsorptive functional substance is porous calcium phosphate.
The second9In the above8In the above structure, the porous calcium phosphate is at least one kind of calcium phosphate selected from hydroxyapatite, carbonate apatite, and fluorinated apatite.
The second10In the above8Or the second9The porous calcium phosphate coated with the above-mentioned photo semiconductor particles is characterized in that the surface of the photo semiconductor particles is coated with porous calcium phosphate by immersing the photo semiconductor particles in a pseudo body fluid. Do.
The second11In the above4To the second10In any of the configurations described above, the coated optical semiconductor particles are adsorbed on the surface of the colloidal particles in the range of 1 to 5 layers. In this way, by having about 1 to 5 layers, the photocatalytic function of the optical semiconductor particles can be sufficiently achieved, and at the same time, the colloidal state can be maintained without adding additives and the like as a coating agent or paint. Can have a function.
The second12In the first to the above11In any one of the configurations described above, the coating agent contains the colloidal particles having different particle diameters. That is, the colloidal particles are composed of colloidal particles having different particle sizes. This first12In the coating agent having the structure, since colloidal particles having different particle diameters are contained, the small-sized colloidal particles enter the gaps around the large-diameter colloidal particles. The density can be increased. Therefore, the photocatalytic function can be enhanced and the concealability can be enhanced, so that the transmission of ultraviolet rays to the coating surface can be suppressed and the protection function of the coating material can be enhanced.
The second13In the first to the above12In any of the configurations described above, the colloidal particles are at least one of fluorine emulsion particles, acrylic emulsion particles, acrylic silicon emulsion particles, and acrylic urethane emulsion particles.
[0006]
The second14Includes a first colloidal particle and a particle size of the first colloidal particle.1/10Have the following particle sizeAdsorbed on the surface of the first colloidal particlesThe size of the photo-semiconductor particles and the first colloidal particles1/10Have the following particle sizeFormed by porous colloidal particles and adsorbed on the surface of the first colloidal particlesAnd a second colloidal particle.
This first14In the coating agent of the compositionThe secondSince the photo-semiconductor particles are attached to the surface of one colloidal particle, the photo-semiconductor particle can be efficiently irradiated with light on the surface of the first colloidal particle, and stably. A photocatalytic function can be exhibited. Furthermore, since the photo semiconductor particles can receive light entirely on the surface of the first colloidal particles, the photo semiconductor particles prevent light irradiation between the photo semiconductor particles as in the case where the photo semiconductor particles are dispersed. Since it does not meet, efficiency can be remarkably increased. Therefore, it is possible to sufficiently function the ability of the photocatalyst to decompose organic substances. Also,UpThe second colloidal particles are further adsorbed on the surface of the first colloidal particles. Therefore, the coating agent also has the function of the second colloidal particles,Since it is a porous colloid, it fulfills the adhesion function when the coating agent adheres to the application surface, and also functions to assist the adhesion between the first colloidal particles and the optical semiconductor particles. Further, since the colloidal particles have a particle size of 10 times or more the particle size of the photo-semiconductor particles and the particle size of the second colloidal particles, a large number of the photo-semiconductor particles and Second colloidal particles can be adsorbed. Therefore, the surface area on which the photo semiconductor particles are adsorbed can be made very large, so that the ability of the photocatalyst to decompose organic substances can be reduced. It becomes possible to make it fully function.
The second15In the above14In the construction of the present invention, the porous colloidal particles are porous sol particles.
The second16In the above14th or 15thThe content of the optical semiconductor particles in the entire coating agent is 0.1 to 10% by weight. That is, the content of the photo semiconductor particles in the total weight of the coating agent is 0.1 to 10% by weight. This first16In the coating agent having the structure, the content of the optical semiconductor particles is set to 0.1 to 10% (percent) by weight, so that the content of the optical semiconductor particles is suppressed to be low. Therefore, since it is not necessary to add many additives such as a thickener for maintaining the colloidal state, it is possible to prevent the optical semiconductor particles from being hidden by these additives. Accordingly, since the photo semiconductor particles are sufficiently irradiated with light, the photo semiconductor particles can sufficiently exhibit the photocatalytic function, and the ability of the photocatalyst to decompose organic substances sufficiently functions even on a thin coating film. It becomes possible.
The second17In the above14To the second16In any one of the configurations described above, the particle size of the second colloidal particle is 1 to 1.5 times the particle size of the optical semiconductor particle. This first17In the coating agent having the structure, since the particle diameter of the second colloidal particle is 1 to 1.5 times the particle diameter of the optical semiconductor particle, the particle diameter of the optical semiconductor particle The particle size of the colloidal particles is the same or approximate. Therefore, the function of the optical semiconductor and the function of the porous colloid can be exhibited in good balance. It is also conceivable that the particle size of the second colloidal particle is 0.5 to 1.5 times the particle size of the optical semiconductor particle.
The second18In the above14To the second17In any one of the configurations described above, a layer group in which layers composed of the photo-semiconductor particles and the second colloidal particles are laminated within a range of 1 to 5 layers is formed by the first colloidal particles. It is characterized by adsorbing to the surface. In this way, by having about 1 to 5 layers, the photocatalytic function of the optical semiconductor particles can be sufficiently achieved, and at the same time, the colloidal state can be maintained without adding additives and the like as a coating agent or paint. Can have a function.
[0007]
The second19Includes a first colloidal particle and a particle size of the first colloidal particle.1/10Have the following particle sizeAdsorbed on the surface of the first colloidal particlesCoated photo-semiconductor particles, wherein the photo-semiconductor particles are coated with an adsorption functional substance, and the particle size of the first colloidal particles is1/10Have the following particle sizeFormed by porous colloidal particles and adsorbed on the surface of the first colloidal particlesAnd a second colloidal particle.
This first19In the coating agent of the compositionThe secondSince the coated photo-semiconductor particles are attached to the surface of one colloidal particle, the coated photo-semiconductor particle can be efficiently irradiated with light on the surface of the first colloidal particle, and is stable. Thus, the photocatalytic function can be exhibited. Further, since the coated photo-semiconductor particles can receive light entirely on the surface of the first colloidal particles, the photo-semiconductor particles are irradiated with light as in the case where the coated photo-semiconductor particles are dispersed. Therefore, the efficiency can be remarkably increased. Therefore, it is possible to sufficiently function the ability of the photocatalyst to decompose organic substances. In addition, since the second colloidal particles are included, the second colloidal particles are further adsorbed on the surface of the first colloidal particles. Therefore, the coating agent also has the function of the second colloidal particles,Since it is a porous colloid, it fulfills the adhesion function when the coating agent adheres to the application surface, and also functions to assist the adhesion between the first colloidal particles and the coated optical semiconductor particles. Further, since the colloidal particles have a particle size of 10 times or more the particle size of the coated photo-semiconductor particles and the particle size of the second colloidal particles, a large number of the coated photo-semiconductors are formed on the surface of the colloidal particles. The particles and the second colloidal particles can be adsorbed. Therefore, the surface area on which the coated photo-semiconductor particles are adsorbed can be made very large, so that the ability of the photocatalyst to decompose organic substances and the like functions sufficiently. It becomes possible to make it.
According to a twentieth aspect, in the nineteenth configuration, the porous colloidal particles are porous sol particles.
The second21In the above19th or 20thIn the constitution, the content of the coated optical semiconductor particles in the entire coating agent is 0.1 to 10% by weight. That is, the content of the coated optical semiconductor particles in the total weight of the coating agent is set to 0.1 to 10% by weight. This first21In the coating agent having the structure described above, the content of the coated optical semiconductor particles is set to 0.1 to 10% (percent) by weight, so that the content of the coated optical semiconductor particles is suppressed to be low. Therefore, since it is not necessary to add many additives such as a thickener for maintaining the colloidal state, it is possible to prevent the optical semiconductor particles from being hidden by these additives. Accordingly, since the photo semiconductor particles are sufficiently irradiated with light, the photo semiconductor particles can sufficiently exhibit the photocatalytic function, and the ability of the photocatalyst to decompose organic substances sufficiently functions even on a thin coating film. It becomes possible.
The second22In the aboveAny one of 19th to 21stIn the configuration, the particle size of the second colloidal particle is 1 to 1.5 times the particle size of the coated optical semiconductor particle. This first22In the coating agent having the structure, the particle diameter of the second colloidal particle is 1 to 1.5 times the particle diameter of the coated optical semiconductor particle. The
The second23In the above19To the second22In any one of the configurations described above, the layer group in which the layers constituted by the coated photo-semiconductor particles and the second colloidal particles are laminated within a range of 1 to 5 layers is the first colloidal shape. It is characterized by being adsorbed on the surface of the particles. In this way, by having about 1 to 5 layers, the photocatalytic function of the optical semiconductor particles can be sufficiently achieved, and at the same time, the colloidal state can be maintained without adding additives and the like as a coating agent or paint. Can have a function.
[0008]
The second24Includes a first colloidal particle and a particle size of the first colloidal particle.1/10Have the following particle sizeAdsorbed on the surface of the first colloidal particlesCoated photo-semiconductor particles, wherein the photo-semiconductor particles are coated with an adsorption functional substance, and the particle size of the first colloidal particles is1/10Have the following particle sizeAdsorbed on the surface of the first colloidal particlesThe size of the photo-semiconductor particles and the first colloidal particles1/10Have the following particle sizeFormed by porous colloidal particles and adsorbed on the surface of the first colloidal particlesAnd a second colloidal particle.
This first24In the coating agent of the compositionThe secondSince the coated photo-semiconductor particles and the photo-semiconductor particles are attached to the surface of one colloidal particle, the coated photo-semiconductor particle is efficiently irradiated with light on the surface of the first colloidal particle. And can stably exhibit the photocatalytic function. Further, since the coated photo-semiconductor particles and the photo-semiconductor particles can totally receive light on the surface of the first colloidal particles, as in the case where the coated photo-semiconductor particles and the photo-semiconductor particles are dispersed. In addition, since the light semiconductor particles do not interfere with light irradiation, the efficiency can be remarkably increased. Therefore, it is possible to sufficiently function the ability of the photocatalyst to decompose organic substances. In addition, since the second colloidal particles are included, the second colloidal particles are further adsorbed on the surface of the first colloidal particles. Therefore, the coating agent also has the function of the second colloidal particles,Since it is a porous colloid, it fulfills the adhesion function when the coating agent adheres to the application surface, and also functions to assist the adhesion between the first colloidal particles and the coated optical semiconductor particles. Further, since the colloidal particles have a particle size of 10 times or more the particle size of the coated photo-semiconductor particles and the particle size of the second colloidal particles, a large number of the coated photo-semiconductors are formed on the surface of the colloidal particles. The particles and the second colloidal particles can be adsorbed. Therefore, since the surface area on which the coated optical semiconductor particles are adsorbed can be made very large, it is possible to sufficiently function the ability of the photocatalyst to decompose organic substances.
According to a twenty-fifth aspect, in the twenty-fourth configuration, the porous colloidal particles are porous sol particles.
The second26In the above24th or 25thThe total content of the coated photo-semiconductor particles and the photo-semiconductor particles in the entire coating agent is 0.1 to 10% by weight. This first26In the coating agent having the structure, the content of the coated optical semiconductor particles and the optical semiconductor particles is 0.1 to 10% (percent) by weight, and therefore the content of the coated optical semiconductor particles and the optical semiconductor particles is low. It is suppressed. Therefore, since it is not necessary to add many additives such as a thickener for maintaining the colloidal state, it is possible to prevent the optical semiconductor particles from being hidden by these additives. Accordingly, since the coated photo-semiconductor particles and the photo-semiconductor particles are sufficiently irradiated with light, the coated photo-semiconductor particles and the photo-semiconductor particles can sufficiently exhibit a photocatalytic function, and even on a thin coating film, Capabilities such as organic matter decomposition can be fully functioned.
The second27In the aboveAny one of 24th to 26thIn the configuration, the particle diameter of the coated colloidal semiconductor particle and the second colloidal particle with respect to the particle diameter of the optical semiconductor particle is 1 to 1.5 times. Therefore, since the particle diameter of the coated optical semiconductor particle and the optical semiconductor particle and the particle diameter of the second colloidal particle are the same or similar, the functions of the optical semiconductor and the porous colloid are excellent. In a well-balanced manner. It is also conceivable that the particle size of the second colloidal particle is 0.5 to 1.5 times the particle size of the coated optical semiconductor particle.
The second28In the above24To the second27In any one of the configurations described above, a layer group in which the layers constituted by the coated photo-semiconductor particles, the photo-semiconductor particles, and the second colloidal particles are laminated within a range of 1 to 5 layers is It is adsorbed on the surface of the first colloidal particles. In this way, by having about 1 to 5 layers, the photocatalytic function of the optical semiconductor particles can be sufficiently achieved, and at the same time, the colloidal state can be maintained without adding additives and the like as a coating agent or paint. Can have a function.
The second29In the above19To the second28In any one of the configurations described above, the adsorptive functional substance is porous calcium phosphate.
The second30In the above29In the above structure, the porous calcium phosphate is at least one kind of calcium phosphate selected from hydroxyapatite, carbonate apatite, and fluorinated apatite.
The second31In the above29Or the second30The porous calcium phosphate coated with the above-mentioned photo semiconductor particles is characterized in that the surface of the photo semiconductor particles is coated with porous calcium phosphate by immersing the photo semiconductor particles in a pseudo body fluid. Do.
The second32In the above19To the second31In any one of the configurations described above, the first colloidal particles are formed of colloidal particles having different particle sizes.
The second33In the above19To the second32In any one of the configurations described above, the first colloidal particles are at least one of fluorine emulsion particles, acrylic emulsion particles, acrylic silicon emulsion particles, and acrylic urethane emulsion particles..
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An example as an embodiment of the present invention will be described separately for each example.
First, the first embodiment will be described. As shown in FIG. 1, the photocatalyst complex H1 forming the coating agent (photosemiconductor coating liquid) of the first embodiment has a large number of light on the surface of the fluorine emulsion particles (colloidal particles) A1, as shown in FIG. The semiconductor particles B1 are adsorbed (may be attached). That is, the coating agent of this example has a plurality (specifically, a large number) of photocatalyst complexes H1, and the coating agent of this example has fluorine emulsion particles A1 and optical semiconductor particles B1. ing. And the said coating agent is adsorb | sucked to coating surfaces, such as wood, via a primer coating liquid. Details will be described later.
The fluorine emulsion particles A1 have an average particle size of 500 nm. The colloidal particles may be other than the fluorine emulsion particles A1.
Further, the optical semiconductor particle B1 is a semiconductor particle having a photocatalytic function, and for example, titanium dioxide (more specifically, anatase type titanium dioxide is preferable) is used. This optical semiconductor particle B1 has an average particle diameter of 50 nm. Accordingly, the ratio of the particle sizes of the fluorine emulsion particles A1 and the optical semiconductor particles B1 is 10: 1. The particle diameter means the diameter of the particle unless otherwise specified (the same applies above and below).
Therefore, the spherical surface area of the fluorine emulsion particles A1 is 785000 nm.2The spherical cross-sectional area of the above-mentioned optical semiconductor particle B1 is 1962.5 nm2Therefore, theoretically, 400 (785000 ÷ 1962.5) of the photo semiconductor particles B1 can be adsorbed on the surface of the fluorine emulsion particles A1. In addition, although titanium dioxide is used as said optical semiconductor particle B1, if it has photocatalytic functions, such as cadmium, it is applicable.
[0010]
Next, the manufacturing method of the coating agent of the first embodiment will be described. First, 50 g of an optical semiconductor powder (specifically, preferably anatase-type titanium dioxide powder) made of optical semiconductor particles having an average particle diameter of 50 nm is uniformly dispersed in 861 g of water to form a dispersion (dispersion liquid) Manufacturing process, see FIG. 8). Then, 89 g (that is, the solid content is 40.05 g) of a fluorine emulsion (solid content: 45%) composed of particles (fluorine emulsion particles) having an average particle diameter of 500 nm is mixed in the dispersion liquid and uniformly dispersed. Thus, 1000 g of the coating agent is produced (colloidal solution mixing / dispersing step, see FIG. 8). The fluorine emulsion in this case corresponds to the colloidal solution mixed in the colloidal solution mixing / dispersing step.
The reason why the optical semiconductor powder is 50 g is based on the assumption that the concentration is 5% on the assumption that the total weight is 1000 g.
In addition, in the manufacturing process of the coating agent of the first embodiment, the optical semiconductor powder is dispersed in water, and then the fluorine emulsion is mixed, but the order is reversed and the fluorine emulsion is mixed in water. After the dispersion, the optical semiconductor powder may be mixed and dispersed.
The adsorption of particles (molecules) onto colloidal particles is roughly classified into two types: single layer adsorption (Langmuir adsorption) and multimolecular adsorption (BET adsorption). Single-layer adsorption is based on Langmuir adsorption theory, in which the particles adsorbed on one colloidal particle are one layer as shown in FIG. 3 (a). Multimolecular adsorption means that particles adsorbed on one colloidal particle are multi-layered as shown in FIG. 3 (b) and are based on the BET adsorption theory.
Here, in the actual adsorption to the colloidal particles, multimolecular adsorption occurs. However, in the above, even if the prescription amount of the photo-semiconductor particles is too large relative to the prescription amount of the fluorine emulsion, as a coating agent In particular, even if the photo-semiconductor particles are adsorbed in multiple layers, the photo-semiconductor particles hidden in the outer photo-semiconductor particles are not exposed to light. Absent. From these points, it is most preferable that the optical semiconductor particles B1 are adsorbed by one to two layers with respect to the fluorine emulsion particles A1 (in FIG. 1, one layer is shown). Further, it is preferable to have five layers at the maximum. That is, the number of layers of the optical semiconductor particles B1 is preferably about 1 to 5 layers. Thus, by having about 1 to 5 layers, the photocatalytic function of the optical semiconductor particle B1 can be sufficiently achieved, and at the same time, the colloidal state can be maintained without adding an additive or the like as a coating agent or paint. It can have the function of. In addition, since 400 photo semiconductor particles B1 are adsorbed as described above in one layer, if five layers are used, 2000 photo semiconductor particles B1 are adsorbed in calculation.
In the actual adsorption, the number of layers is not uniform, and a phenomenon occurs in which, for example, even if there are two layers in one part, it is one layer in another part. Therefore, when it is expressed that “the photo-semiconductor particles are adsorbed on the surface of the colloidal particles within the range of 1 to 5 layers”, it affects all the areas of the surface of one colloidal particle. When there is only one layer to five layers (for example, one layer (any of two layers, three layers, four layers, and five layers may be used) over the entire surface area of one colloidal particle) And a case where there are a plurality of types in any of 1 to 5 layers over the entire surface area of one colloidal particle (for example, the surface of one colloidal particle) In some areas, there are 2 layers, in
In the above production method, other colloids may be used in addition to the fluorine emulsion.
[0011]
A method of using the coating agent produced as described above will be described. In using this coating agent, a primer coating solution is used. As the primer coating solution, 400 g of an acrylic silicon emulsion (anion,
The coating agent according to the first embodiment configured as described above adsorbs the optical semiconductor particles B1 on the surface of the fluorine emulsion particles A1 which are colloidal particles. The surface of the fluorine emulsion particles A1 can be efficiently irradiated with light, and can stably exhibit the photocatalytic function. Furthermore, since the optical semiconductor particle B1 can receive light entirely on the surface of the fluorine emulsion particle A1, light irradiation is performed between the optical semiconductor particles B1 as in the case where the optical semiconductor particle B1 is dispersed. Since there is no hindrance, the efficiency can be significantly increased. Therefore, the ability of the photocatalyst to decompose organic substances can be sufficiently functioned even on a thin coating film.
Further, since the ratio of the particle sizes of the fluorine emulsion particles A1 and the optical semiconductor particles B1 is 10: 1, a large number of the optical semiconductor particles B1 can be adsorbed on the surface of the fluorine emulsion particles A1. . Therefore, since the surface area capable of effectively exerting the photocatalytic function even in a small volume can be made extremely large, the ability of the photocatalyst to decompose organic substances can be sufficiently functioned even on a thin coating film having a small volume. It becomes possible.
Further, the content of the optical semiconductor particle B1 is 5% by weight (50 g / 1000 g). Therefore, since the content of the optical semiconductor particles B1 is low, it is not necessary to add a large amount of additives such as a thickener for maintaining the colloidal state, and the optical semiconductor particles B1 are hidden by these additives. Can be suppressed. Therefore, since the photo semiconductor particle B1 is sufficiently irradiated with light, the photo semiconductor particle B1 can sufficiently exhibit the photocatalytic function, and the ability of the photocatalyst to decompose organic matter and the like is sufficient even on a thin coating film. It becomes possible to function.
In addition, the prescription amount of the fluorine emulsion is also adjusted so that the photo-semiconductor particles adsorb one to five layers (among them, one to two layers are preferable) with respect to the fluorine emulsion particles. As a result, stable properties can be obtained.
Further, as described above, the coating agent has a large particle size ratio around the fluorine emulsion particles A1 because the ratio of the particle sizes of the fluorine emulsion particles A1 and the optical semiconductor particles B1 is 10: 1. Can be formed. Therefore, the coating agent has sufficient light permeability and has sufficient air permeability and humidity control. Therefore, it is possible to coat natural materials such as wood that require air permeability, and to obtain moisture absorption and humidity control effects.
[0012]
Next, a second embodiment will be described. The second embodiment has substantially the same contents as the coating liquid of the first embodiment, but, as will be described later, an acrylic emulsion is used as colloidal particles, and apatite is generated on the surface of the optical semiconductor. The point of coating is different. Since other configurations, operations, and effects are substantially the same as those of the coating liquid of the first embodiment, a part of overlapping description is omitted.
As shown in FIG. 4, the photocatalyst complex H2 forming the coating agent (photosemiconductor coating solution) of the second embodiment has a coating complex on the surface of acrylic emulsion particles (colloidal particles) A2, as shown in FIG. Many optical semiconductor particles B2 are adsorbed. That is, the coating agent of this example has a plurality (specifically, a large number) of photocatalyst composites H2, and the coating agent of this example includes acrylic emulsion particles A2 and coated composite optical semiconductor particles B2. Have.
The acrylic emulsion particles A2 have an average particle size of 1 μm. The colloidal particles may be other than the acrylic emulsion particles.
The coated composite optical semiconductor particles (coated optical semiconductor particles) B2 are formed of the optical semiconductor particles B21 and apatite B22 coated on the surface thereof. That is, the surface of the optical semiconductor particle B21 is coated and complexed with the apatite B22 which is the adsorption functional substance. This coated composite optical semiconductor particle B2 has an average particle size of 50 nm and a specific surface area of 70 m.2/ G. Therefore, the ratio of the particle sizes of the acrylic emulsion particles A2 and the coated composite optical semiconductor particles B2 is 20: 1. This coated composite photo-semiconductor particle B2 functions as the above-mentioned coated photo-semiconductor particle.
The photo semiconductor particle B21 is a semiconductor particle having a photocatalytic function, and for example, titanium dioxide (more specifically, anatase type titanium dioxide is preferable) is used. In addition, although titanium dioxide is used as the said optical semiconductor particle B21, if it has photocatalytic functions, such as cadmium, it is applicable.
Apatite B22 is MTen(ZOFour)6X2It is a general term for mineral groups with the composition of Ca.Ten(POFour)6(OH)2It is the hydroxyapatite represented by these. The apatite B22 is known to have a protein adsorption ability and is used for separation and purification of proteins and nucleic acids as a packing material for chromatography. It also has a function of adsorbing viruses such as influenza virus and bacteria such as Escherichia coli, and once adsorbed virus is adsorbed indefinitely without detaching from apatite under normal conditions. Ammonia and NOXIt also has gas adsorption ability. The apatite B22 is preferably at least one calcium phosphate selected from hydroxyapatite, carbonate apatite, fluorinated apatite, and hydroxyapatite. Further, other porous calcium phosphates may be used.
In the photocatalyst complex H2 in this example, the ratio of the particle sizes of the acrylic emulsion particles A2 and the coated composite photo-semiconductor particles B2 is 20: 1, so that the spherical surface area of the acrylic emulsion particles A2 is 314,000 nm.2The spherical cross-sectional area of the coated composite optical semiconductor particle B2 is 1962.5 nm2Therefore, in theory, 1600 (314,000 ÷ 1962.5) of the coated composite optical semiconductor particles B2 can be adsorbed on the surface of the acrylic emulsion particles A2.
Although FIG. 4 emphasizes the presence of apatite B22, the thickness of apatite B22 is actually very small.
[0013]
Next, the manufacturing method of the coating agent of the second embodiment will be described. First, the above-mentioned optical semiconductor particle B21 is previously coated with the apatite B22 to be composited to produce a coated composite optical semiconductor particle B2. In this case, there are various methods for coating the apatite B22, such as a sintering method and an aqueous solution method. In this case, in a method using an aqueous solution such as a wet method, it takes a period of one week or more to produce apatite, which increases the cost. Moreover, usually, firing at a high temperature is indispensable for obtaining an apatite crystal, but this requires a large amount of energy.
Therefore, a technique for generating the apatite B22 on the surface of the photo-semiconductor particle B21 by a biomimetic material process, which is a method based on an in-vivo inorganic component synthesis process using a pseudo-body fluid that has recently been applied as a synthetic method for artificial bone Is used. Specifically, the composition is adjusted so that OCP is deposited, and the above-mentioned optical semiconductor particles B21 are immersed in a simulated body fluid maintained at 37 ° C. close to body temperature. Specifically, the optical semiconductor particles are dispersed in a tank containing a simulated body fluid and then placed in water at 37 to 40 ° C.
This OCP is a precursor for generating apatite and has the structural formula Ca.8H2(POFour)65H2It is represented by O and may be TCP or ACP. The simulated body fluid is Ca2+0.5-50 mM,
When the liquid in the tank is continuously stirred, fine OCP crystals are deposited on the surface of the optical semiconductor particle B21 within one hour, covering the surface of the optical semiconductor particle B21. Thereafter, the OCP crystal is decomposed and converted to apatite.
Thereafter, when the tank is pulled up from the simulated body fluid and left to stand, the photo-semiconductor particles coated with apatite precipitate, and the supernatant is poured. Thereafter, the process of flowing the water after the water is put into the tank is repeated several times. When the precipitate in the tank is dried, photo-semiconductor particles coated with apatite, that is, powder of coated composite semiconductor particles can be obtained. The coated composite optical semiconductor particles correspond to the coated semiconductor particles. Hereinafter, the powder of the coated composite semiconductor particles may be referred to as “coated composite optical semiconductor powder” or “coated composite optical semiconductor powder”.
As described above, in the second embodiment, since the optical semiconductor particle B21 is coated with the apatite B22 and combined, it is based on the in vivo inorganic component synthesis process using the pseudo body fluid. Compared to the above, the synthesis time can be greatly shortened, so that productivity can be improved. In particular, apatite is produced within about 10 hours by way of OCP, and it becomes possible to obtain apatite crystals in a much shorter time than when apatite is produced directly.
In addition, there was no decrease in translucency due to the coating of the apatite B22 on the titanium dioxide as the optical semiconductor particle B21, the photocatalytic function of the optical semiconductor particle B21 was not impaired, and the apatite B22 was coated. Therefore, since the substance does not approach the titanium dioxide surface, the photocatalytic function does not deteriorate. This is presumably because apatite is sparsely dispersed and deposited on the surface of the optical semiconductor particle B21 and does not cover the entire surface.
Coated composite semiconductor particles (coated photo-semiconductor particles) (average particle size of 50 nm, specific surface area of 70 m) obtained by coating and forming apatite B22 on the surface of the photo-semiconductor particle B21 by the method as described above.2/ G) is uniformly dispersed in 773 g of water to make a dispersion (dispersion manufacturing process, see FIG. 8). Further, 177 g of an acrylic emulsion (solid content: 45%) composed of acrylic emulsion particles having an average particle diameter of 1 μm is mixed and dispersed uniformly in the dispersion, thereby completing the production of 1000 g of the coating agent (colloid). (See FIG. 8). The acrylic emulsion in this case corresponds to the colloidal solution mixed in the colloidal solution mixing / dispersing step.
The reason why the powder composed of the coated composite photo-semiconductor particles, that is, the coated composite photo-semiconductor powder is 50 g is based on the assumption that the concentration is 5% under the premise that the total weight is 1000 g.
In addition, in the manufacturing process of the coating agent of the second embodiment, the powder composed of the coated photo-semiconductor particles is dispersed in water, and then the acrylic emulsion is mixed. After mixing and dispersing the acrylic emulsion, powder made of coated optical semiconductor particles may be mixed and dispersed.
Similarly to the first embodiment, it is most preferable that the coated composite optical semiconductor is adsorbed on one or two layers with respect to the acrylic emulsion. ) Further, it is preferable to have five layers at the maximum. That is, the number of coated composite optical semiconductor particles is preferably about 1 to 5 layers. Thus, by having about 1 to 5 layers, the coated composite photo-semiconductor particles can sufficiently perform the photocatalytic function, and at the same time maintain the colloidal state without adding additives, etc. It can have the function as. In addition, 400 coated composite optical semiconductor particles B2 are adsorbed in one layer as described above. Therefore, in the case of 5 layers, 2000 coated composite optical semiconductor particles B2 are adsorbed in calculation.
In the actual adsorption, the number of layers is not uniform, and a phenomenon occurs in which, for example, even if there are two layers in one part, it is one layer in another part. Therefore, when it is expressed that “the coated composite photo-semiconductor particles are adsorbed on the surface of the colloidal particles within the range of 1 to 5 layers”, it interferes with the entire surface area of one colloidal particle. 1 layer to 5 layers (for example, one layer (2 layers, 3 layers, 4 layers, 5 layers, all over the surface area of one colloidal particle) And a case where there are a plurality of types in any of 1 to 5 layers over the entire surface area of one colloidal particle (for example, one colloidal particle) In some areas of the surface area, there are 2 layers, in
[0014]
A method of using the coating agent produced as described above will be described. In using this coating agent, a primer coating solution is used as in the first embodiment. That is, 100 g of fluorine emulsion (anion,
According to the coating agent according to the second embodiment configured as described above, in addition to the effects of the coating agent according to the first embodiment, the optical semiconductor particle B21 is coated with the apatite B22 to form a composite. Therefore, the adsorbing ability of bacteria and organic substances can be improved by the apatite B22, and the optical semiconductor particles B21 decompose the bacteria and organic substances adsorbed by the apatite B22, thereby improving the processing ability of bacteria and the like. be able to. Furthermore, since the photosemiconductor particles B21 decompose the adsorbed bacteria and the like, it is possible to suitably prevent the adsorption surface of the apatite B22 from being saturated with adsorbate, and to prevent the adsorption ability of the apatite B22 from being lowered. be able to.
Further, since the apatite B22 functions as a spacer, the optical semiconductor particle B21 does not come into direct contact with particles such as other base materials. Therefore, since it is possible to prevent the binder and the base material itself from being decomposed by the catalytic action of the photocatalyst body, the coating agent of this embodiment can be contained in the organic resin, and the fiber, wood, plastic It becomes possible to use it for organisms such as.
Moreover, the coating agent of a present Example also has the effect which the coating agent of the said 1st Example has. That is, the coated composite optical semiconductor particle B2 can be efficiently irradiated with light on the surface of the acrylic emulsion particle A2, and can stably exhibit a photocatalytic function. Furthermore, since the coated composite optical semiconductor particle B2 can receive light entirely on the surface of the acrylic emulsion particle A2, the coated composite optical semiconductor particle B2 as in the case where the coated composite optical semiconductor particle B2 is dispersed. Since they do not hinder the irradiation of light with each other, the efficiency can be remarkably increased. Therefore, the ability of the photocatalyst to decompose organic substances can be sufficiently functioned even on a thin coating film.
Further, since the ratio of the particle sizes of the acrylic emulsion particles A2 and the coated composite optical semiconductor particles B2 is 20: 1, a large number of the coated composite optical semiconductor particles B2 are adsorbed on the surface of the acrylic emulsion particles A2. Therefore, even on a thin coating film having a small volume, it is possible to sufficiently function the ability of the photocatalyst to decompose organic substances.
Further, since the content of the coated composite optical semiconductor particle B2 is 5% by weight (50 g / 1000 g) and the content of the coated composite optical semiconductor particle B2 is low, additives such as a thickener for maintaining a colloidal state are added. Since it is not necessary to add a large amount, it is possible to suppress the covering composite optical semiconductor particle B2 from being concealed by these additives. Therefore, the coating composite optical semiconductor particle B2 is sufficiently irradiated with light. Thus, the photocatalytic function can be sufficiently exerted, and the ability of the photocatalyst to decompose organic substances and the like can be sufficiently functioned even on a thin coating film.
In addition, the prescription amount of the acrylic emulsion is also adjusted so that the coated composite photo-semiconductor particles are adsorbed to one or two layers with respect to the acrylic emulsion particles, so that stable properties as a coating agent can be obtained. .
Further, as described above, the coating agent has a ratio of the particle size of the acrylic emulsion particle A2 and the coated composite photo-semiconductor particle B2 of 20: 1, so that the periphery of the coated composite photo-semiconductor particle A2 A large space can be formed. Therefore, the coating agent has sufficient light permeability and has sufficient air permeability and humidity control. Therefore, it is possible to coat natural materials such as wood that require air permeability, and to obtain moisture absorption and humidity control effects.
[0015]
Next, the test result of the coating agent of the second embodiment will be described. First, in the first test, an acetaldehyde deodorization test was performed. That is, when the sample surface area was 10 cm × 10 cm, the irradiation condition was black light 15 W × 2, and the amount of light on the sample surface was 1.0 nW /
In the second test, a NOX decomposition test was performed. The test results are shown in FIG. As is apparent from FIG. 6, in the case of the coating solution of the second embodiment, as shown by the curve D2, NOX is completely decomposed in an irradiation time of about 8 hours. It was confirmed that the decomposition treatment can be performed at a speed more than double even for those coated with the agent. As in the case of the first test, the conditions for the second test are as follows: the sample surface area is 10 cm × 10 cm, the irradiation condition is 15 W × 2 black lights, and the amount of light on the sample surface is 1.0 nW. /
The third test is a NOX decomposition test. In this third test, a test body to which the coating agent of this example was applied, a test body to which a coating agent containing titanium dioxide was simply applied, and a test body to which no treatment was performed (each test body was 10 cm square). ) In each sealed bag, and about 30 ppm NO in each sealed bag.XGas is added and NOX concentration is measured with a detector tube. Then, after 45 minutes from the start of the test, ultraviolet rays were irradiated, and the change during light shielding and irradiation was measured. The result of the third test is as shown in FIG. In FIG. 7, “apatite / titanium dioxide” indicates a case where the coating agent of this example is used, “titanium dioxide” indicates a case where a coating agent containing simply titanium dioxide is used, and “blank” indicates The case where nothing is processed is shown. According to the results of FIG. 7, when the coating agent of this example is applied, the decomposition rate of NOX is fast, and it should be particularly noted that when the coating agent of this example is used. In addition, NOX is decomposed even during light shielding.
[0016]
In each of the above embodiments, the ratio of the colloidal particle diameter to the optical semiconductor particle (or coated composite optical semiconductor particle) ratio has been described as 10: 1 or 20: 1. The particle diameter may be one or more times the particle diameter of the optical semiconductor particles (or the coated composite optical semiconductor particles). Here, even when the particle size of the colloidal particles is one time the particle size of the optical semiconductor particles (or the coated composite optical semiconductor particles), the spherical surface area (4πr2) / Sphere cross section (πr2) = 4, and four photo semiconductor particles (or coated composite photo semiconductor particles) can be adsorbed around the colloidal particles, and it can be said that many photo semiconductor particles (or coated composite photo semiconductor particles) can be adsorbed. It is more preferable that the colloidal particles have a particle size exceeding 1 times that of the optical semiconductor particles (or the coated composite optical semiconductor particles). Further, the colloidal particles have a particle size of the optical semiconductor particles (or the coated composite). More preferably, the particle size of the photo-semiconductor particle is twice or more the particle size of the photo-semiconductor particle, and the colloidal particle size is more than 10 times the particle size of the photo-semiconductor particle (or coated composite photo-semiconductor particle). It can be said that the case is more preferable. The colloidal particles may have a particle diameter of 1 to 1000 times that of the optical semiconductor particles (or coated composite optical semiconductor particles).
Further, the concentration of the optical semiconductor particles and the coated composite optical semiconductor particles has been described as 5%, 2.5%, etc. as described above, but may be 0.1 to 10%.
In each of the above embodiments, an example in which the photocatalyst complex is used as a coating agent is shown. However, in the case of using a paint, a pigment may be appropriately mixed in each coating agent.
Further, the present invention is not limited only to the embodiments of the above-described embodiments. For example, the optical semiconductor particles include all particles having a function as an optical semiconductor, and in addition to the optical semiconductor particles, the photocatalyst is included. It may be a particle having a function. In particular, in the above claims, “photocatalyst functional particles” may be used instead of “photosemiconductor particles”, and “coated photocatalyst functional particles” may be used instead of “coated photosemiconductor particles”. The photocatalytic functional particles mean particles having a photocatalytic function.
In each of the above embodiments, the photocatalyst complex is mixed into a coating agent or paint. However, the photocatalyst complex is not limited to the photocatalyst complex. Any compound that can be mixed is included.
FIG. 1 shows a state where the optical semiconductor particle B1 is adsorbed as a single layer, and FIG. 4 shows a state where the coated composite optical semiconductor particle B2 is adsorbed as a single layer. However, FIGS. 1 and 4 illustrate an ideal state of single-layer adsorption. FIGS. 1 and 4 schematically show the photocatalyst complex. Actually, the number of particles adsorbed on the surface of the colloidal particles is also shown in FIGS. 1 and 4. Not necessarily. Actually, as shown in FIGS. 1 and 4, the particles are not necessarily adsorbed without gaps.
Further, in each of the above embodiments, one colloidal particle having an average particle diameter is included, but a plurality of types of colloidal particles having different average particle diameters may be included.
In the above description, a fluorine emulsion, an acrylic emulsion, and the like have been described as examples of colloids, but other colloids may be used. In addition, although apatite has been described as an example of the adsorption function substance, other substances, that is, substances having other adsorption functions may be used.
[0017]
Next, a third embodiment will be described. As shown in FIG. 9, the photocatalyst complex H3 that forms the coating agent (photosemiconductor coating solution) of the third embodiment has a surface as shown in FIG. 9 that is a surface of acrylic silicon emulsion particles (first colloidal particles) A3. In addition, a large number of photosemiconductor particles B3 and porous sol particles (porous colloidal particles, second colloidal particles) C3 are adsorbed (may be attached. The same applies to other cases). That is, the coating agent of this example has a plurality (specifically, a large number) of photocatalyst composites H3, and the coating agent of this example includes acrylic silicon emulsion particles A3, optical semiconductor particles B3, and porous Sol particles C3.
The acrylic silicon emulsion particles A3 have an average particle size of 500 nm. The colloidal particles may be other than the acrylic silicon emulsion particles.
In addition, the optical semiconductor particle B3 is a semiconductor particle having a photocatalytic function, and for example, titanium dioxide (more specifically, anatase-type titanium dioxide is preferable) is used. In addition, any material having a photocatalytic function such as cadmium is applicable. This optical semiconductor particle B3 has an average particle diameter of 50 nm. Accordingly, the ratio of the particle sizes of the acrylic silicon emulsion particles A3 and the optical semiconductor particles B3 is 10: 1. The particle diameter means the diameter of the particle unless otherwise specified (the same applies above and below).
The porous sol particle C3 is a porous sol particle, and for example, silica sol is used as the porous sol. The porous sol particle C3 has an average particle diameter of 50 nm. Therefore, the average particle size of the photo semiconductor particle B3 and the average particle size of the porous sol particle C3 are the same, and the individual photo semiconductor particles B3 and the porous sol particle C3 have almost the same particle size. Yes. Thereby, if the porous sol particle C3 is larger than the optical semiconductor particle B3, the porous sol particle C3 may cover the optical semiconductor particle B3, which may impair the function of the optical semiconductor particle B3. In the case of the example, since the optical semiconductor particles B3 and the porous sol particles C3 have almost the same size, there is no such fear. Further, the porous sol particle C3 has an adhesive function when the coating agent adheres to the base material, and also has a function of assisting the adhesion between the acrylic silicon emulsion particle A3 and the optical semiconductor particle B3. . The porous sol particle C3 has a function of making the coating agent multifunctional. That is, when the porous sol particle C3 is silica sol, it performs a self-cleaning function, and when the porous sol particle C3 is porous zinc oxide, it has antibacterial and ultraviolet blocking functions. This self-cleaning function refers to a function in which the surface coated with the coating agent is not soiled by using the hydrophilicity of silica sol to wash away NOX decomposed by the optical semiconductor particles into water.
Since the acrylic silicon emulsion particles A3, the optical semiconductor particles B3, and the porous sol particles C3 are as described above, the spherical surface area of the acrylic silicon emulsion particles A3 is 785000 nm.2The spherical cross-sectional area of the optical semiconductor particle B3 and the porous sol particle C3 is 1962.5 nm.2Theoretically, a total of 400 (785000 ÷ 1962.5) of the photo semiconductor particles B3 and the porous sol particles C3 can be adsorbed on the surface of the acrylic silicon emulsion particles A3.
[0018]
Next, the manufacturing method of the coating agent of the third embodiment will be described. First, 25 g of an optical semiconductor powder composed of optical semiconductor particles having an average particle diameter of 50 nm (specifically, anatase-type titanium dioxide powder is preferable) is uniformly dispersed in 868 g of water to form a dispersion liquid (dispersion liquid Manufacturing process, see FIG. 14).
Then, 40 g of a 20% aqueous solution of silica sol composed of silica sol particles as the porous sol particles C3 is mixed in the dispersion and dispersed until uniform (first mixing / dispersing step, 14th). (See figure). In this case, an aqueous solution of silica sol hits the first colloidal solution. The silica sol particles correspond to the “colloidal particles in the first colloidal solution”.
Further, 67 g of an acrylic silicon emulsion (
The reason why the coated composite optical semiconductor particle powder is 25 g is based on the assumption that the concentration is 2.5% under the assumption that the total weight is 1000 g.
In the manufacturing process of the coating agent of the third embodiment, the optical semiconductor powder is dispersed in water, and then the silica sol aqueous solution is mixed and dispersed, and then the acrylic silicon emulsion is mixed and dispersed. However, the order of the step of dispersing the optical semiconductor powder, the step of mixing and dispersing the silica sol aqueous solution, and the step of mixing and dispersing the acrylic silicon emulsion is arbitrary.
The adsorption of particles (molecules) onto colloidal particles is roughly classified into two types: single layer adsorption (Langmuir adsorption) and multimolecular adsorption (BET adsorption). Single-layer adsorption is based on Langmuir adsorption theory, in which the particles adsorbed on one colloidal particle are one layer as shown in FIG. 3 (a). Multimolecular adsorption means that particles adsorbed on one colloidal particle are multi-layered as shown in FIG. 3 (b) and are based on the BET adsorption theory.
Here, in the actual adsorption to the colloidal particles, multimolecular adsorption occurs. However, in the above, even if the prescription amount of the optical semiconductor particles is too large relative to the prescription amount of the acrylic silicon emulsion, the coating agent In particular, the photocatalytic function increases so much because the photo semiconductor particles hidden in the outer photo semiconductor particles are not exposed to light even if the photo semiconductor particles are adsorbed in multiple layers. not. From these points, it is most preferable that the photo-semiconductor particles B3 and the porous sol particles (porous colloidal particles) C3 are adsorbed to one or two layers with respect to the acrylic silicon emulsion particles A3 (note that the first FIG. 9 shows one layer). Further, it is preferable to have five layers at the maximum. That is, it is preferable that the number of layers composed of the optical semiconductor particles B3 and the porous sol particles C3 is about 1 to 5 layers. In this way, by having about 1 to 5 layers, the photocatalytic function of the optical semiconductor particles can be sufficiently achieved, and at the same time, the colloidal state can be maintained without adding additives and the like as a coating agent or paint. Can have a function. In addition, in one layer, a total of 400 photosemiconductor particles B3 and porous sol C3 are adsorbed as described above. Therefore, if 5 layers are used, a total of 2000 photosemiconductor particles B3 and porous sol are calculated. The sol particles C3 are adsorbed.
In the actual adsorption, the number of layers is not uniform, and a phenomenon occurs in which, for example, even if there are two layers in one part, it is one layer in another part. Therefore, “a layer group in which layers composed of photo-semiconductor particles and porous colloidal particles (second colloidal particles) are laminated within a range of 1 to 5 layers is adsorbed on the surface of the colloidal particles. Or “photosemiconductor particles and porous colloidal particles (second colloidal particles) are adsorbed on the surface of the colloidal particles within the range of 1 to 5 layers” or “photosemiconductor particles And a layer composed of porous colloidal particles (second colloidal particles) are adsorbed on the surface of the colloidal particles within the range of 1 to 5 layers. If there is only one to five layers over the entire surface area of the colloidal particles (for example, one layer (two layers, three, three over the entire surface area of one colloidal particle) One, four, or five layers)) and one colloidal particle If there are multiple types of the total number of layers in any of 1 to 5 layers over the entire surface area (for example, 2 layers in a part of the surface area of one colloidal particle, In the case of one layer in a part, or in a part of the surface area of one colloidal particle, there are four layers, in another part three layers, and in the other part two layers).
In addition, “a layer group in which layers composed of photo-semiconductor particles and porous colloidal particles (second colloidal particles) are laminated within a range of 1 to 2 layers is adsorbed on the surface of the colloidal particles. State "(" a layer composed of photo-semiconductor particles and porous colloidal particles (second colloidal particles) is adsorbed on the surface of the colloidal particles within a range of 1 to 2 layers. " Or a group of layers in which layers composed of photo-semiconductor particles and porous colloidal particles (second colloidal particles) are laminated in a range of 1 to 2 layers. In the state of “adsorbed on the surface of the particle-like particles” (the layer composed of the photo-semiconductor particles and the porous colloidal particles (second colloidal particles) is in the range of 1 to 3 layers on the surface of the colloidal particles. It may be in a state of being “adsorbed within”), etc. Obtain.
In the above production method, other colloids may be used in addition to the acrylic silicon emulsion.
[0019]
A method of using the coating agent of the present example produced as described above will be described. As shown in FIG. 10, the coating agent is directly applied to a coating surface P3 such as a concrete surface or a wood surface without using a primer coating solution. Then, the coating agent layer G3 is formed. At that time, the coating agent is mainly adsorbed on the coating surface P3 by the function of the porous sol particles C3 in the coating agent.
According to the coating agent according to the third embodiment configured as described above, the photo semiconductor particle B3 is adsorbed on the surface of the acrylic silicon emulsion particle A3 which is a colloidal particle. The surface of the acrylic silicon emulsion particles A3 can be efficiently irradiated with light, and can stably exhibit the photocatalytic function. Furthermore, since the photo semiconductor particle B3 can receive light entirely on the surface of the acrylic silicon emulsion particle A3, the photo semiconductor particles B3 are irradiated with light as in the case where the photo semiconductor particle B3 is dispersed. Therefore, the efficiency can be remarkably increased. Therefore, the ability of the photocatalyst to decompose organic substances can be sufficiently functioned even on a thin coating film.
In addition, since the ratio of the particle sizes of the acrylic silicon emulsion particles A3 and the optical semiconductor particles B3 is 10: 1, a large number of the optical semiconductor particles B3 are adsorbed on the surface of the acrylic silicon emulsion particles A3. Therefore, the ability of the photocatalyst to decompose organic substances can be sufficiently functioned even on a thin coating film having a small volume.
Further, since the content of the above-mentioned photo semiconductor particle B3 is 2.5% (25 g / 1000 g) by weight and the content of the photo semiconductor particle B3 is low, a large amount of additives such as a thickener for maintaining a colloidal state are added. Therefore, it is possible to suppress the concealment of the optical semiconductor particle B3 by those additives, and therefore, the optical semiconductor particle B3 is sufficiently irradiated with light. The photocatalytic function can be sufficiently exerted, and the ability of the photocatalyst to decompose organic substances can be sufficiently functioned even on a thin coating film.
In addition, the prescription amount of the acrylic silicon emulsion is adjusted so that the photo semiconductor particles are adsorbed to one or two layers with respect to the acrylic silicon emulsion particles, so that it is possible to obtain a stable property as a coating agent. Become.
Further, as described above, the coating agent has a ratio of the particle size of the acrylic silicon emulsion particles A3 and the optical semiconductor particles B3 of 10 to 1, so that the coating agent is large around the acrylic silicon emulsion particles A3. A space can be formed. Therefore, the coating agent has sufficient light permeability and has sufficient air permeability and humidity control. Therefore, it is possible to coat natural materials such as wood that require air permeability, and to obtain moisture absorption and humidity control effects.
Further, since the porous sol particles C3 are adsorbed on the surface of the acrylic silicon emulsion particles A3, the coating agent performs an adhesion function when adhering to a substrate, that is, an application surface, and the acrylic silicon emulsion particles. It also has a function of assisting adhesion between A3 and the optical semiconductor particle B3. Further, the porous sol particle C3 has a function of making the coating agent multifunctional as described above.
In particular, since the coating agent of this embodiment has a strong adhesive force due to the binder function of the acrylic silicon emulsion and the porous sol, as described above, the coating agent is directly adsorbed on the coating surface. It is possible to eliminate the need for a primer coating solution.
In the above description, the average particle diameter of the optical semiconductor particles B3 and the average particle diameter of the porous sol particles C3 are described as being the same, but if the average particle diameter of the acrylic silicon emulsion particles A3 is smaller than that, The average particle size of the optical semiconductor particles B3 and the average particle size of the porous sol particles C3 may be different from each other. In order not to impair the function of the optical semiconductor particle B3, the porous sol particle C3 preferably has a particle size of 1 to 1.5 times the particle size of the optical semiconductor particle B3.
[0020]
Next, a fourth embodiment will be described. As shown in FIG. 11, the photocatalyst complex H4 that forms the coating agent (photosemiconductor coating solution) of the fourth embodiment has a surface structure of acrylic urethane emulsion particles (first colloidal particles) A4 as shown in FIG. In addition, a large number of coated composite optical semiconductor particles B4 and porous sol particles (porous colloidal particles, second colloidal particles) C4 are adsorbed. That is, the coating agent of this example has a plurality (specifically, a large number) of photocatalyst composites H4, and the coating agent of this example includes acrylic urethane emulsion particles A4, coated composite optical semiconductor particles B4, And porous sol particles C4.
The acrylic urethane emulsion particles A4 have an average particle size of 200 nm. The colloidal particles may be other than acrylic urethane emulsion particles.
The coated composite optical semiconductor particles (coated optical semiconductor particles) B4 are formed of the optical semiconductor particles B41 and apatite B42 coated on the surface thereof. That is, the surface of the optical semiconductor particle B41 is coated and complexed with the apatite B42 which is an adsorption functional substance. This coated composite optical semiconductor particle B4 has an average particle size of 50 nm and a specific surface area of 70 m.2/ G. Therefore, the ratio of the particle sizes of the acrylic urethane emulsion particles A4 and the coated composite optical semiconductor particles B4 is 4: 1. The coated composite photo semiconductor particle B4 functions as the coated photo semiconductor particle.
The photo semiconductor particle B41 is a semiconductor particle having a photocatalytic function, and for example, titanium dioxide (more specifically, anatase type titanium dioxide is preferable) is used. In addition, although titanium dioxide is used as the said optical semiconductor particle B41, if it has photocatalytic functions, such as cadmium, it is applicable.
Apatite B42 is MTen(ZOFour)6X2It is a general term for mineral groups with the composition of Ca.Ten(POFour)6(OH)2It is the hydroxyapatite represented by these. The apatite B42 is known to have protein adsorption ability and is used for separation and purification of proteins and nucleic acids as a packing material for chromatography. It also has a function of adsorbing viruses such as influenza virus and bacteria such as Escherichia coli, and once adsorbed virus is adsorbed indefinitely without detaching from apatite under normal conditions. Ammonia and NOXIt also has gas adsorption ability. The apatite B42 is preferably at least one calcium phosphate selected from hydroxyapatite, carbonate apatite, fluorinated apatite, and hydroxyapatite. Further, other porous calcium phosphates may be used.
The porous sol particle C4 is a porous sol particle, and for example, silica sol is used as the porous sol. The porous sol particle C4 has an average particle size of 50 nm. Therefore, the average particle diameter of the coated composite photo-semiconductor particle B4 and the average particle diameter of the porous sol particle C4 are the same. In each of the coated composite photo-semiconductor particles B4 and the porous sol particle C4, substantially the same particle size is obtained. It is a diameter. Thereby, when the porous sol particle C4 is larger than the coated composite optical semiconductor particle B4, the porous sol particle C4 may cover the coated composite optical semiconductor particle B4, thereby impairing the function of the coated composite optical semiconductor particle B4. However, in the case of the present embodiment, the coated composite optical semiconductor particle B4 and the porous sol particle C4 are approximately the same size, and there is no such fear. The porous sol particle C4 has a function of assisting adhesion between the acrylic urethane emulsion particle A4 and the coated composite optical semiconductor particle B4 as well as performing an adhesion function when the coating agent adheres to the substrate. ing. Further, the porous sol particle C4 has a function of making the coating agent multifunctional. That is, when the porous sol in the porous sol particle C4 is a silica sol, it performs a self-cleaning function, and when it is a porous zinc oxide, it has an antibacterial function and an ultraviolet cut function.
Since the acrylic urethane emulsion particles A4, the coated composite optical semiconductor particles B4, and the porous sol C4 are as described above, the spherical surface area of the acrylic urethane emulsion particles A4 is 502400 nm.2The spherical cross-sectional area of the coated composite optical semiconductor particle B4 and the porous sol C4 is 1962.5 nm.2Therefore, in theory, 256 (502400 ÷ 1962.5) of the coated composite optical semiconductor particles B4 and the porous sol C4 can be adsorbed on the surface of the acrylic urethane emulsion particles A4.
In FIG. 11, in order to express that the coated composite optical semiconductor particle B4 and the porous sol particle C4 have the same particle diameter, the diameter of the optical semiconductor particle B41 is taken into account in consideration of the thickness of the apatite B42. Although expressed as being smaller than the diameter of the porous sol particle C4, since the thickness of the apatite B42 is very small, the diameter of the optical semiconductor particle B41 is actually almost the same as the diameter of the porous sol particle C4. It can be said. FIG. 11 emphasizes the presence of apatite B42, but the thickness of apatite B42 is actually very small. In addition, the average particle diameter of the coated composite optical semiconductor particle B4 and the average particle diameter of the porous sol particle C4 have been described as being the same. However, the average particle diameter of the optical semiconductor particle B41 and the porous sol particle C4 The average particle size may be the same.
[0021]
Next, the manufacturing method of the coating agent of the fourth embodiment will be described. First, the above-mentioned optical semiconductor particle B41 is previously coated with the apatite B42 to form a composite composite optical semiconductor particle B4. In this case, there are various methods for coating the apatite B42, such as a sintering method and an aqueous solution method. In this case, in a method using an aqueous solution such as a wet method, it takes a period of one week or more to produce apatite, which increases the cost. Moreover, usually, firing at a high temperature is indispensable for obtaining an apatite crystal, but this requires a large amount of energy.
Therefore, a method of generating the apatite B42 on the surface of the photo-semiconductor particle B41 by a biomimetic material process, which is a method based on an in-vivo inorganic component synthesis process using a pseudo body fluid that has recently begun to be applied as a synthetic method for artificial bone. Is used. Specifically, the composition is adjusted so that OCP precipitates, and the photo-semiconductor particle B41 is immersed in a simulated body fluid maintained at 37 ° C. close to body temperature. Specifically, the optical semiconductor particles are dispersed in a tank containing a simulated body fluid and then placed in water at 37 to 40 ° C.
This OCP is a precursor for generating apatite and has the structural formula Ca.8H2(POFour)65H2It is represented by O and may be TCP or ACP. The simulated body fluid is Ca2+0.5-50 mM,
When the liquid in the tank is continuously stirred, fine OCP crystals are deposited on the surface of the optical semiconductor particle B41 within one hour, covering the surface of the optical semiconductor particle B41. Thereafter, the OCP crystal is decomposed and converted to apatite.
Thereafter, when the tank is pulled up from the simulated body fluid and left to stand, the photo-semiconductor particles coated with apatite precipitate, and the supernatant is poured. Thereafter, the process of flowing the water after the water is put into the tank is repeated several times. When the precipitate in the tank is dried, photo-semiconductor particles coated with apatite, that is, powder of coated composite semiconductor particles can be obtained. The coated composite optical semiconductor particles correspond to the coated semiconductor particles. Hereinafter, the powder of the coated composite semiconductor particles may be referred to as “coated composite optical semiconductor powder” or “coated composite optical semiconductor powder”.
As described above, in the fourth embodiment, since the optical semiconductor particle B41 is coated with the apatite B42 and combined, it is based on an in vivo inorganic component synthesis process using a pseudo body fluid. Compared to the above, the synthesis time can be greatly shortened, so that productivity can be improved. In particular, apatite is produced within about 10 hours by way of OCP, and it becomes possible to obtain apatite crystals in a much shorter time than when apatite is produced directly.
In addition, there was no decrease in translucency due to the coating of the apatite B42 on the titanium dioxide which is the optical semiconductor particle B41, the photocatalytic function of the optical semiconductor particle B41 was not impaired, and the apatite B42 was coated. Therefore, since the substance does not approach the titanium dioxide surface, the photocatalytic function does not deteriorate. This is presumably because apatite is sparsely dispersed and deposited on the surface of the optical semiconductor particle B41 and does not cover the whole.
Then, coated composite optical semiconductor particles (coated optical semiconductor particles) (average particle diameter of 50 nm, specific surface area of 70 m) in which apatite B42 is generated and coated on the surface of the optical semiconductor particle B41 as described above.2/ G) is uniformly dispersed in 875 g of water to make a dispersion (dispersion manufacturing process, see FIG. 14).
Then, 60 g of a 20% aqueous solution of silica sol composed of silica sol particles as the porous sol particles C4 is mixed into the dispersion and dispersed until uniform (first mixing / dispersing step, 14th). (See figure). In this case, an aqueous solution of silica sol hits the first colloidal solution. The silica sol particles correspond to the “colloidal particles in the first colloidal solution”.
Then, 35 g of an acrylic urethane emulsion (solid content 42%) composed of acrylic urethane emulsion particles having an average particle diameter of 200 nm is further mixed into the mixed liquid (that is, the mixed liquid produced in the first mixing / dispersing step). After uniformly dispersing, the production of 1000 g of the coating liquid is finished (second mixing / dispersing step, see FIG. 14). In this case, the mixed acrylic urethane emulsion hits the second colloidal solution. The acrylic urethane emulsion particles correspond to the “colloidal particles in the second colloidal solution”. Further, the first mixing / dispersing step and the second mixing / dispersing step constitute a mixed liquid manufacturing step in the above and claims.
The reason why the powder composed of the coated composite photo-semiconductor particles, that is, the coated composite photo-semiconductor powder is 30 g is based on the assumption that the concentration is 3% under the premise that the total weight is 1000 g.
In the manufacturing process of the coating agent of the fourth embodiment, the coated optical semiconductor particles are dispersed in water, and then an aqueous silica sol solution is mixed and dispersed, and then an acrylic urethane emulsion is mixed and dispersed. However, the order of the step of dispersing the coated optical semiconductor particle powder, the step of mixing and dispersing the silica sol aqueous solution, and the step of mixing and dispersing the acrylic urethane emulsion are arbitrary.
Similarly to the third embodiment, the coated composite optical semiconductor B4 and the porous sol particle (porous colloidal particle) C4 are best adsorbed to the acrylic urethane emulsion particle A4 by one or two layers. (Note that FIG. 9 shows one layer). Further, it is preferable to have five layers at the maximum. That is, the number of layers composed of the coated composite optical semiconductor particles B4 and the porous sol particles C4 is preferably about 1 to 5 layers. Thus, by having about 1 to 5 layers, the coated composite photo-semiconductor particles can sufficiently perform the photocatalytic function, and at the same time maintain the colloidal state without adding additives, etc. It can have the function as. In the case of one layer, 400 coated composite optical semiconductor particles B4 and porous sol particles C4 are adsorbed as described above. Therefore, if five layers are used, the calculation results in 2000 coated composite optical semiconductor particles B4. Will be adsorbed.
In the actual adsorption, the number of layers is not uniform, and a phenomenon occurs in which, for example, even if there are two layers in one part, it is one layer in another part. Therefore, “the layer group in which the layers composed of the coated composite optical semiconductor particles and the porous colloidal particles (second colloidal particles) are laminated within the range of 1 to 5 layers is the surface of the colloidal particles. "The coated composite photo-semiconductor particles and the porous colloidal particles (second colloidal particles) are adsorbed on the surface of the colloidal particles within the range of 1 to 5 layers" “The layer composed of the coated composite photo-semiconductor particles and the porous colloidal particles (second colloidal particles) is adsorbed on the surface of the colloidal particles within the range of 1 to 5 layers”. In some cases, only one to five layers over the entire surface area of one colloidal particle (e.g., 1 over all the surface area of one colloidal particle). Layer (when it is 2 layers, 3 layers, 4 layers, 5 layers) When there are a plurality of types in any of 1 to 5 layers over the entire surface area of one colloidal particle (for example, a certain part in the surface area of one colloidal particle) In the case of 2 layers, 1 layer in the other part, 4 layers in one part of the surface area of one colloidal particle, 3 layers in the other part, 2 layers in the other part) Will be included.
Further, “the layer group in which the layers composed of the coated composite photo-semiconductor particles and the porous colloidal particles (second colloidal particles) are laminated within the range of 1 to 2 layers is the surface of the colloidal particles. Adsorbed to the surface ”(“ the layer composed of the coated composite optical semiconductor particles and the porous colloidal particles (second colloidal particles) is within the range of 1 to 2 layers on the surface of the colloidal particles ” Or a layer composed of coated composite optical semiconductor particles and porous colloidal particles (second colloidal particles) within a range of 1 to 2 layers. Layer layer is adsorbed on the surface of the colloidal particles ”(“ the layer composed of the coated composite photo-semiconductor particles and the porous colloidal particles (second colloidal particles) is the surface of the colloidal particles ” In the range of 1 to 3 layers " It may be) and the like can be said to be more preferable.
In the above production method, other colloids may be used in addition to the acrylic urethane emulsion.
[0022]
A method of using the coating agent of the present example produced as described above will be described. The coating agent is directly applied to a coating surface such as a concrete surface or a wood surface without using a primer coating solution. Then, it is adsorbed on the coating surface mainly by the function of the porous sol particles C4 in the coating agent.
According to the coating agent according to the fourth embodiment configured as described above, the apatite B42 is combined with the optical semiconductor particle B41 so that the adsorption ability of bacteria and organic substances is improved by the apatite B42. Since the photo-semiconductor particles B41 decompose the bacteria, organic substances and the like adsorbed by the apatite B42, the processing ability of the bacteria and the like can be improved. Furthermore, since the photosemiconductor particles B41 decompose the adsorbed bacteria and the like, it is possible to suitably prevent the adsorption surface of the apatite B42 from being saturated with adsorbate, and to prevent the adsorption ability of the apatite B42 from being lowered. be able to.
Further, since the apatite B42 functions as a spacer, the optical semiconductor particle B41 does not come into direct contact with particles such as other base materials. Therefore, since it is possible to prevent the binder and the base material itself from being decomposed by the catalytic action of the photocatalyst body, the coating agent of this embodiment can be contained in the organic resin, and the fiber, wood, plastic It becomes possible to use it for organisms such as.
Moreover, the coating agent of a present Example also has the effect which the coating agent of the said 3rd Example has.
That is, the coated composite photo semiconductor particle B4 can be efficiently irradiated with light on the surface of the acrylic urethane emulsion particle A4, and can stably exhibit the photocatalytic function. Furthermore, since the coated composite optical semiconductor particles B4 can receive light entirely on the surface of the acrylic urethane emulsion particles A4, the coated composite optical semiconductor particles B4 are dispersed as in the case where the coated composite optical semiconductor particles B4 are dispersed. Since B4 does not interfere with light irradiation, efficiency can be remarkably increased. Therefore, the ability of the photocatalyst to decompose organic substances can be sufficiently functioned even on a thin coating film.
Further, since the ratio of the particle sizes of the acrylic urethane emulsion particles A4 and the coated composite optical semiconductor particles B4 is 20: 1, a large number of the coated composite optical semiconductor particles B4 are formed on the surface of the acrylic urethane emulsion particles A4. Therefore, even on a thin coating film having a small volume, the ability of the photocatalyst to decompose organic substances can be sufficiently functioned.
Further, since the content of the coated composite optical semiconductor particles B4 is 3% by weight (30 g / 1000 g) and the content of the coated composite optical semiconductor particles B4 is low, additives such as a thickener for maintaining a colloidal state are added. Since it is not necessary to add a large amount, it is possible to suppress the covering composite photo-semiconductor particle B4 from being hidden by these additives, and therefore, the coating composite photo-semiconductor particle B4 is sufficiently irradiated with light. Thus, the photocatalytic function can be sufficiently exerted, and the ability of the photocatalyst to decompose organic substances and the like can be sufficiently functioned even on a thin coating film.
In addition, the prescription amount of the acrylic urethane emulsion is also adjusted so that the coated composite photo-semiconductor particles are adsorbed to one or two layers with respect to the acrylic urethane emulsion particles, so that a stable property as a coating agent can be obtained. It becomes possible.
In addition, as described above, the coating agent has a ratio of particle sizes of the acrylic urethane emulsion particles A4 and the coated composite photo-semiconductor particles B4 of 4 to 1, so that the coating composite photo-semiconductor particles B4 A large space can be formed around the periphery. Therefore, the coating agent has sufficient light permeability and has sufficient air permeability and humidity control. Therefore, it is possible to coat natural materials such as wood that require air permeability, and to obtain moisture absorption and humidity control effects.
Further, since the porous sol particle C4 is adsorbed on the surface of the acrylic urethane emulsion particle A4, the coating agent fulfills an adhesive function when adhering to the base material, that is, the coated surface, and the acrylic urethane emulsion particle. It also has a function of assisting adhesion between A4 and the coated composite optical semiconductor particle B4. Further, the porous sol particle C4 has a function of making the coating agent multifunctional as described above.
In particular, since the coating agent of this example has a strong adhesive force due to the binder function of the acrylic urethane emulsion and the porous sol, as described above, the coating agent is directly adsorbed on the coating surface. It is possible to eliminate the need for a primer coating solution.
In the above description, the average particle diameter of the coated composite optical semiconductor particle B4 and the average particle diameter of the porous sol particle C4 are described as being the same, but the average particle diameter of the acrylic urethane emulsion particle A4 is larger than that. If it is small, the average particle diameter of the coated composite optical semiconductor particles B4 and the average particle diameter of the porous sol particles C4 may be different from each other. In order not to impair the function of the coated composite optical semiconductor particle B4, the particle size of the porous sol particle C4 is 1 to 1.5 times the particle size of the coated composite optical semiconductor particle B4. preferable.
[0023]
Next, a fifth embodiment will be described. The fifth embodiment is different from the fourth embodiment in that an acrylic ultrafine emulsion is used as the second colloidal particle and an acrylic emulsion is used as the first colloidal particle, as will be described later. Is different. Other configurations, operations, and effects are substantially the same as those in the fourth embodiment, and therefore, a part of overlapping description is omitted.
As shown in FIG. 12, the photocatalyst complex H5 forming the coating agent (photosemiconductor coating liquid) of the fifth embodiment has a structure on the surface of acrylic emulsion particles (first colloidal particles) A5. A large number of coated composite optical semiconductor particles B5 and acrylic ultrafine emulsion particles (second colloidal particles) C5 are adsorbed. That is, the coating agent of this example has a plurality (specifically, a large number) of photocatalyst composites H5, and the coating agent of this example includes acrylic emulsion particles A5, coated composite optical semiconductor particles B5, Acrylic ultrafine emulsion particles C5.
Here, the acrylic emulsion particles A5 have an average particle diameter of 500 nm.
Further, the coated composite optical semiconductor particle (coated optical semiconductor particle) B5 has the same configuration as the coated composite optical semiconductor particle in the fourth embodiment, and is formed by the optical semiconductor particle B51 and the apatite B52 coated on the surface thereof. Has been. That is, the surface of the optical semiconductor particle B51 is coated and complexed with the apatite B52 which is an adsorption functional substance. This coated composite optical semiconductor particle B5 has an average particle size of 50 nm and a specific surface area of 70 m.2/ G. Therefore, the ratio of the particle sizes of the acrylic emulsion particles A5 and the coated composite optical semiconductor particles B5 is 10: 1. The coated composite photo semiconductor particle B5 functions as the coated photo semiconductor particle.
This optical semiconductor particle B51 is a semiconductor particle having a photocatalytic function, and for example, titanium dioxide is used. In addition, although titanium dioxide is used as the said optical semiconductor particle B51, if it has photocatalytic functions, such as cadmium, it is applicable.
Further, since the apatite B52 has the same configuration as that of the fourth embodiment, the description thereof is omitted.
The acrylic ultrafine emulsion particles C5 have an average particle size of 50 nm and a solid content of 40%. Therefore, the average particle diameter of the coated composite photo-semiconductor particle B5 is the same as the average particle diameter of the acrylic ultrafine emulsion particle C5, and is substantially the same in each coated composite photosemiconductor particle B5 and acrylic ultrafine emulsion particle C5. The particle size is. Thereby, when the acrylic ultrafine emulsion particles C5 are larger than the coated composite optical semiconductor particles B5, the acrylic ultrafine emulsion particles C5 cover the coated composite optical semiconductor particles B5, thereby impairing the function of the coated composite optical semiconductor particles B5. In the case of the present embodiment, there is no fear that the coated composite optical semiconductor particles B5 and the acrylic ultrafine emulsion particles C5 are approximately the same size. The acrylic ultrafine emulsion particles C5 have an adhesive function when the coating agent adheres to the substrate, and also have a function of assisting the adhesion between the acrylic emulsion particles A5 and the coated composite optical semiconductor particles B5. ing. The acrylic ultrafine emulsion particles C5 have a function of making the coating agent multifunctional.
Since the acrylic emulsion particles A5, the coated composite optical semiconductor particles B5, and the ultrafine acrylic emulsion particles C5 are as described above, the spherical surface area of the acrylic emulsion particles A5 is 314,000 nm.2The spherical cross-sectional area of the coated composite optical semiconductor particle B5 and the acrylic ultrafine emulsion particle C5 is 1962.5 nm.2Therefore, theoretically, a total of 1600 (314,000 ÷ 1962.5) of the coated composite optical semiconductor particles B5 and the ultrafine acrylic emulsion particles C5 can be adsorbed on the surface of the acrylic emulsion particles A5.
In FIG. 12, in order to express that the coated composite optical semiconductor particles B5 and the acrylic ultrafine emulsion particles C5 have the same particle diameter, the diameter of the optical semiconductor particles B51 is taken into account in consideration of the thickness of the apatite B52. Is smaller than the diameter of the acrylic ultrafine emulsion particle C5. However, since the thickness of the apatite B52 is very small, the diameter of the optical semiconductor particle B51 and the diameter of the acrylic ultrafine emulsion particle C5 are almost the same. The same can be said. FIG. 12 emphasizes the presence of apatite B52, but the thickness of apatite B52 is actually very small. In addition, the average particle diameter of the coated composite optical semiconductor particle B5 and the average particle diameter of the acrylic ultrafine emulsion particle C5 are described as being identical. However, the average particle diameter of the optical semiconductor particle B41 and the acrylic ultrafine emulsion particle are described above. The average particle size of C5 may be the same.
[0024]
Next, the manufacturing method of the coating agent of the fifth embodiment will be described. First, the optical semiconductor particles B51 are coated with the apatite B52 in advance by the method shown in the fourth embodiment. Then, coated composite semiconductor particles (coated photo-semiconductor particles) (average particle size of 50 nm, specific surface area of 70 m) in which apatite B52 is generated and coated on the surface of the photo-semiconductor particle B 51 as described above.2/ G) of the coated composite semiconductor powder 15 g is uniformly dispersed in 924 g of water to form a dispersion (dispersion manufacturing process, see FIG. 14).
Then, 25 g of the acrylic ultrafine emulsion composed of the acrylic ultrafine emulsion particles C5 is mixed and dispersed in the dispersion to produce a mixed liquid (first mixing / dispersing step, see FIG. 14). In this case, the ultrafine acrylic emulsion hits the first colloidal solution. The ultrafine acrylic emulsion particles correspond to the “colloidal particles in the first colloidal solution”.
Further, 36 g of the acrylic emulsion (average particle size 500 nm,
In addition, the powder composed of the coated composite optical semiconductor particles, that is, the coated composite optical semiconductor powder was 15 g because the concentration was set to 1.5% on the assumption that the total weight was 1000 g. Based.
In addition, in the manufacturing process of the coating agent of the fifth embodiment, the powder of the coated optical semiconductor particles is dispersed in water, and then the ultrafine acrylic emulsion is mixed and dispersed, and then the acrylic emulsion is mixed and dispersed. However, the order of the step of dispersing the coated optical semiconductor particle powder, the step of mixing and dispersing the ultrafine acrylic emulsion, and the step of mixing and dispersing the acrylic emulsion are arbitrary.
Similarly to the third and fourth embodiments, it is best that the coated composite optical semiconductor B5 and the ultrafine acrylic emulsion particle C5 are adsorbed to one or two layers with respect to the acrylic emulsion particle A5. (Note that FIG. 9 shows one layer). Further, it is preferable to have five layers at the maximum. That is, the number of layers composed of the coated composite optical semiconductor particles B5 and the acrylic ultrafine emulsion particles C5 is preferably about 1 to 5 layers. Thus, by having about 1 to 5 layers, the coated composite photo-semiconductor particles can sufficiently perform the photocatalytic function, and at the same time maintain the colloidal state without adding additives, etc. It can have the function as. In the case of one layer, 400 coated composite optical semiconductor particles B5 and acrylic ultrafine emulsion particles C5 are adsorbed as described above. Therefore, if five layers are used, 2000 coated composite optical semiconductor particles B5 are calculated. Will be adsorbed.
In the actual adsorption, the number of layers is not uniform, and a phenomenon occurs in which, for example, even if there are two layers in one part, it is one layer in another part. Therefore, “a layer group in which layers composed of coated composite optical semiconductor particles and second colloidal particles are laminated within a range of 1 to 5 layers is adsorbed on the surface of the first colloidal particles. Or “the coated composite optical semiconductor particles and the second colloidal particles are adsorbed on the surface of the first colloidal particles within the range of 1 to 5 layers” or “the coated composite optical semiconductor particles and the first In the case of expressing that the layer composed of two colloidal particles is adsorbed on the surface of the first colloidal particle within the range of 1 to 5 layers, one colloidal particle (first In the case where there is only one to 5 layers over the entire surface area of the colloidal particles (for example, the entire surface area of one colloidal particle (first colloidal particle)) 1 layer (2 layers, 3 layers, 4 layers, 5 layers) When there are a plurality of types in one of the first to fifth layers over the entire surface area of the colloidal particles (first colloidal particles) (for example, one colloidal particle ( In the part of the surface area of the surface of the first colloidal particle, there are two layers and in the other part one layer, or in the part of the surface area of one colloidal particle (first colloidal particle) 4 layers, 3 layers in some other part, and 2 layers in the other part).
In addition, “a layer group in which layers composed of coated composite optical semiconductor particles and second colloidal particles are laminated within a range of 1 to 2 layers is adsorbed on the surface of the first colloidal particles. State ("the layer composed of the coated composite photo-semiconductor particles and the second colloidal particles is adsorbed on the surface of the first colloidal particles within the range of 1 to 2 layers") Or a group of layers in which the layer composed of the coated composite optical semiconductor particles and the second colloidal particles is laminated within the range of 1 to 2 layers is adsorbed on the surface of the first colloidal particles. State "(" the layer composed of the coated composite optical semiconductor particles and the second colloidal particles is adsorbed on the surface of the first colloidal particles within the range of 1 to 3 layers ") May be more suitable).
In the above production method, other colloids may be used in addition to the acrylic emulsion.
Since the usage method and effects of the coating agent in this embodiment are the same as those in the fourth embodiment, the description thereof is omitted.
[0025]
Next, a sixth embodiment will be described. In the photocatalyst complex H6 that forms the coating agent (photosemiconductor coating liquid) in the sixth example, the structure is as shown in FIG. 13, on the surface of silica sol particles (first colloidal particles) A6. A large number of coated composite optical semiconductor particles (coated optical semiconductor particles) B6, optical semiconductor particles C6, and silica sol particles (second colloidal particles) D6 are adsorbed. That is, the coating agent of this example has a plurality (specifically, a large number) of photocatalyst composites H6, and the coating agent of this example includes silica sol particles A6, coated composite optical semiconductor particles B6, and light It can be said that it is composed of the semiconductor particles C6 and the silica sol particles D6.
The silica sol particles A6 have an average particle size of 500 nm. The silica sol particles may be other porous sol particles or other colloidal particles.
The coated composite photo-semiconductor particles (coated photo-semiconductor particles) B6 are formed of photo-semiconductor particles B61 and apatite B62 coated on the surface thereof. That is, the surface of the optical semiconductor particle B61 is coated and complexed with the apatite B62 which is an adsorption functional substance. This coated composite optical semiconductor particle B6 has an average particle diameter of 10 nm and a specific gravity of about 1.7. Therefore, the ratio of the particle sizes of the silica sol particles A6 and the coated composite optical semiconductor particles B6 is 50: 1. The coated composite optical semiconductor particle B6 functions as the coated optical semiconductor particle. In addition, since this covering composite optical semiconductor particle B6 has the same configuration as the covering composite optical semiconductor particle B4 in the fourth embodiment, detailed description thereof will be omitted.
The optical semiconductor particle C6 is anatase-type titanium oxide. This optical semiconductor particle C6 has an average particle diameter of 10 nm and a specific gravity of about 1.7. This optical semiconductor particle C6 is not covered with another substance. Accordingly, the ratio of the particle sizes of the silica sol particles A6 and the optical semiconductor particles C6 is 50: 1. The photo semiconductor particle C6 may be a semiconductor particle having another photocatalytic function instead of the anatase type titanium oxide.
Silica sol particles D6 have an average particle size of 10 nm. Therefore, the average particle diameter of the silica sol particles D6 is the same as the average particle diameters of the coated composite optical semiconductor particles B6 and the optical semiconductor particles C6. Accordingly, if the silica sol D6 is larger than the coated composite optical semiconductor particle B6 or the optical semiconductor particle C6, the silica sol particle D6 covers the coated composite optical semiconductor particle B6 or the optical semiconductor particle C6, and the coated composite optical semiconductor. Although the function of the particle B6 and the optical semiconductor particle C6 may be impaired, in the case of the present example, the silica sol particle D6, the coated composite optical semiconductor particle B6, and the optical semiconductor particle C6 are almost the same size. There is no such fear. Further, the silica sol particle D6 performs an adhesion function when the coating agent adheres to the base material, adheres between the silica sol particle A6 and the coated composite optical semiconductor particle B6, and combines the silica sol particle A6 and the optical semiconductor particle C6. It also has a function of assisting the adhesion of. Further, the silica sol particles D6 can make the coating agent have a self-cleaning function. This self-cleaning function refers to a function in which the surface coated with the coating agent is not soiled by using the hydrophilicity of silica sol to wash away NOX decomposed by the optical semiconductor particles into water. In addition, it is not restricted to this silica sol particle D6, It is good also as another porous sol particle. Examples of other porous sol particles include porous zinc oxide particles. In the case of the porous zinc oxide particles, an antibacterial function and an ultraviolet cut function can be obtained. Since the silica sol particle A6, the coated composite optical semiconductor particle B6, the optical semiconductor particle C6, and the silica sol particle D6 are as described above, the spherical surface area of the silica sol particle A6 is 785000 nm.2The spherical cross-sectional area of the coated composite optical semiconductor particle B6, the optical semiconductor particle C6, and the silica sol particle D6 is 78.5 nm.2Therefore, theoretically, the coated composite optical semiconductor particle B6, the optical semiconductor particle C6, and the silica sol particle D6 can be adsorbed on the surface of the silica sol particle A6 in a total of 10,000 (785000 ÷ 78.5).
In FIG. 13, in order to express that the coated composite photo-semiconductor particles B6, the photo-semiconductor particles C6, and the silica sol particles D6 have the same particle size, the photo-semiconductor particles B61 are considered in consideration of the thickness of the apatite B62. Is smaller than the diameters of the optical semiconductor particles C6 and the silica sol particles D6, but since the thickness of the apatite B62 is very small, the diameter of the optical semiconductor particles B61 and the optical semiconductor particles C6 and the silica sol particles are actually reduced. It can be said that the diameter of D6 is almost the same. FIG. 13 emphasizes the presence of apatite B62, but the thickness of apatite B62 is actually very small. In addition, the average particle diameter of the coated composite optical semiconductor particle B6 is the same as the average particle diameter of the optical semiconductor particle C6 and the silica sol particle D6. However, the average particle diameter of the optical semiconductor particle B61 and the optical semiconductor particle You may make it the average particle diameter of C6 and the silica sol particle | grains D6 be the same.
[0026]
Next, the manufacturing method of the coating agent of the sixth embodiment will be described. First, the optical semiconductor particle B61 is coated with the apatite B62 in advance by the method shown in the fourth embodiment. Then, the coated
Then, 2 g of an aqueous silica sol solution (
Further, an aqueous solution of silica sol composed of the silica sol particles A6 (average particle size 500 nm, specific gravity about 1.7,
A step of mixing and dispersing the silica sol composed of the silica sol particles D6 (that is, the first mixing / dispersing step) and a step of mixing and dispersing the silica sol composed of the silica sol particles A6 (that is, the second mixing / dispersing step). ) And the mixed liquid manufacturing process in the above and claims.
Note that the powder composed of the coated composite photo-semiconductor particles, that is, the coated composite photo-semiconductor powder is 0.5 g and the anatase-type titanium oxide is 0.5 g based on the premise that the total weight is 200 g. Therefore, it is based on an attempt to make the concentration 0.5 (1/200)%.
In the manufacturing process of the coating agent of the sixth embodiment, the coated optical semiconductor particle powder and the anatase-type titanium oxide powder are dispersed in water, and then mixed with an aqueous solution of silica sol having silica sol particles D6. Dispersing and then mixing and dispersing an aqueous solution of silica sol having silica sol particles A6, and dispersing the coated optical semiconductor particle powder and anatase-type titanium oxide powder, and silica sol having silica sol particle D6 The order of the step of mixing and dispersing the aqueous solution and the step of mixing and dispersing the aqueous solution of silica sol having the silica sol particles A6 is arbitrary.
In addition, it is most preferable that the coated composite optical semiconductor B6, the optical semiconductor particle C6, and the silica sol particle D6 are adsorbed to one layer or two layers with respect to the silica sol particle A6 (in FIG. Shown). Further, it is preferable to have five layers at the maximum. That is, the number of layers composed of the coated composite optical semiconductor particles B6, the optical semiconductor particles C6, and the silica sol particles D6 is preferably about 1 to 5 layers. Thus, by having about 1 to 5 layers, the coated composite photo-semiconductor particles and the photo-catalyst function of the photo-semiconductor particles can be sufficiently achieved, and at the same time maintaining the colloidal state without adding additives or the like. It can have a function as a coating agent or paint.
In the actual adsorption, the number of layers is not uniform, and a phenomenon occurs in which, for example, even if there are two layers in one part, it is one layer in another part. Therefore, “a layer group in which layers composed of coated composite photo-semiconductor particles, photo-semiconductor particles, and porous colloidal particles (second colloidal particles) are laminated within a range of 1 to 5 layers is a colloid. “Coated composite photo-semiconductor particles, photo-semiconductor particles and porous colloidal particles (second colloidal particles) are in the range of 1 to 5 layers on the surface of the colloidal particles” 1 ”to“ 5 layers are formed on the surface of the colloidal particles. ”The layer composed of the coated composite optical semiconductor particles, the optical semiconductor particles, and the porous colloidal particles (second colloidal particles). Is adsorbed within a range of 1 to 5 layers over the entire surface area of one colloidal particle (for example, one
In addition, “a layer group in which layers composed of coated composite photo-semiconductor particles, photo-semiconductor particles, and porous colloidal particles (second colloidal particles) are laminated within a range of 1 to 2 layers is a colloid. Is adsorbed on the surface of the colloidal particles ”(“ a layer composed of the coated composite optical semiconductor particles, the optical semiconductor particles, and the porous colloidal particles (second colloidal particles) is formed on the surface of the colloidal particles. A layer composed of a coated composite photo-semiconductor particle, a photo-semiconductor particle, and a porous colloidal particle (second colloidal particle). The group of layers laminated within the range of 1 to 2 layers is adsorbed on the surface of the colloidal particles ”(“ coated composite photo-semiconductor particles, photo-semiconductor particles and porous colloidal particles (second A layer composed of colloidal particles) May also be) such as "state are adsorbed within one layer to three layers on the surface of Jo particles it can be said to be more preferable.
[0027]
A method of using the coating agent of the present example produced as described above will be described. In using the coating agent of the sixth embodiment, a primer coating solution, particularly an inorganic primer coating solution is used. Examples of the inorganic primer coating solution include those that form a silica sol-gel film. After applying the above inorganic primer coating solution to form a primer layer, the coating agent of this example is applied to the primer layer.
According to the coating liquid according to the sixth embodiment configured as described above, the apatite B62 is combined with the optical semiconductor particle B61 so as to be complexed. Therefore, the apatite B62 improves the adsorption ability of bacteria and organic substances. Since the photosemiconductor particles B61 decompose the bacteria, organic substances and the like adsorbed by the apatite B62, the processing ability of the bacteria and the like can be improved. Furthermore, since the photosemiconductor particles B61 decompose the adsorbed bacteria and the like, it is possible to suitably prevent the adsorption surface of the apatite B62 from being saturated with adsorbate, and to prevent the adsorption ability of the apatite B62 from being lowered. be able to.
Moreover, the coating agent of a present Example also has the effect which the coating agent of the said 3rd Example-5th Example has. That is, the coated composite optical semiconductor particle B6 can be efficiently irradiated with light on the surface of the silica sol particle A6, and can stably exhibit a photocatalytic function. Furthermore, since the coated composite optical semiconductor particle B6 can receive light entirely on the surface of the silica sol particle A6, the coated composite optical semiconductor particles B6 are arranged together as in the case where the coated composite optical semiconductor particle B6 is dispersed. Thus, the light irradiation is not hindered, so that the efficiency can be remarkably increased. Therefore, the ability of the photocatalyst to decompose organic substances can be sufficiently functioned even on a thin coating film.
Furthermore, since the coating agent of this example also has the photo-semiconductor particles C6 that are not coated with apatite, the photo-catalyst function of the photo-semiconductor particles can be sufficiently obtained. It is possible to sufficiently function the ability to decompose organic matter.
In addition, since the ratio of the particle size of the silica sol particle A6 to the coated composite optical semiconductor particle B6, the optical semiconductor particle C6, and the silica sol particle D6 is 50: 1, the surface of the silica sol particle A6 has a large number of the coatings. The composite photo-semiconductor particles B6, photo-semiconductor particles C6, and silica sol particles D6 can be adsorbed, so that the ability of the photocatalyst to decompose organic substances can be sufficiently functioned even on a thin coating film having a small volume. .
Further, since the content of the coated composite optical semiconductor particle B6 and the optical semiconductor particle C6 is 0.5% by weight and the content of the coated composite optical semiconductor particle B6 and the optical semiconductor particle C6 is low, the content is increased to maintain a colloidal state. Since it is not necessary to add a large amount of additives such as a sticking agent, it is possible to suppress the covering composite optical semiconductor particles B6 and the optical semiconductor particles C6 from being hidden by these additives. Since the semiconductor particles B6 and the optical semiconductor particles C6 are sufficiently irradiated with light, the photocatalytic function can be sufficiently exerted, and the ability of the photocatalyst to decompose organic substances can be sufficiently functioned even on a thin coating film. It becomes possible.
In addition, the prescription amount of the silica sol is adjusted so that the coated composite optical semiconductor particles, the optical semiconductor particles, and the silica sol have 1-layer to 2-layer adsorption with respect to the silica sol particles, so that a stable property as a coating agent is obtained. It becomes possible.
Further, as described above, the coating agent has a particle size ratio of 20: 1 to the silica sol particles A6 and the coated composite optical semiconductor particles B6, the optical semiconductor particles C6, and the silica sol particles D6. A large space can be formed around the coated composite optical semiconductor particle B6 and the optical semiconductor particle C6. Therefore, the coating agent has sufficient light permeability and has sufficient air permeability and humidity control. Therefore, it is possible to coat natural materials such as wood that require air permeability, and to obtain moisture absorption and humidity control effects.
Further, since the silica sol particles D6 are adsorbed on the surface of the silica sol particles A6, the coating agent performs an adhesion function when adhering to the base material, that is, the coated surface, and the silica sol particles A6 and the coated composite optical semiconductor. It also has a function of assisting adhesion with the particle B6 and adhesion between the silica sol particle A6 and the optical semiconductor particle C6.
In particular, since the coating agent of this example has a strong adhesive force due to the binder function of the two types of silica sols, as described above, the coating agent can be directly adsorbed on the coating surface, It becomes possible to dispense with a primer coating solution.
In the above description, the average particle diameter of the coated composite optical semiconductor particle B6, the average particle diameter of the optical semiconductor particle C6, and the average particle diameter of the silica sol D6 are described as being the same. As long as the average particle diameter is smaller than the average particle diameter, the average particle diameter of the coated composite optical semiconductor particles B6, the average particle diameter of the optical semiconductor particles C6, and the average particle diameter of the silica sol particles D6 may be different from each other. In order not to impair the functions of the coated composite optical semiconductor particle B6 and the optical semiconductor particle C6, the silica sol particle D6 has a particle size of 1 to 1 with respect to the particle size of the coated composite optical semiconductor particle B6 and the optical semiconductor particle C6. It is preferably 1.5 times.
In the description of the sixth embodiment, the coating agent has been described as having the silica sol particles A6, the coated composite optical semiconductor particles B6, the optical semiconductor particles C6, and the silica sol particles D6. Without limitation, the silica sol particles D6 may be omitted. In this case, the process of mixing silica sol having an average particle diameter of 10 nm is omitted in the manufacturing process.
[0028]
In the third to sixth embodiments, the ratio of the colloidal particles, that is, the particle diameter of the first colloidal particles to the particle diameter of the optical semiconductor particles (or coated composite optical semiconductor particles) is 10 However, the particle diameter of the first colloidal particle may be one or more times the particle diameter of the optical semiconductor particle (or the coated composite optical semiconductor particle). In addition, the ratio of the particle size of the first colloidal particle to the particle size of the second colloidal particle has been described as 10: 1 and 20: 1, but the particle size of the first colloidal particle is the second particle size. What is necessary is just to be 1 time or more of the particle size of the colloidal particles.
Here, even if the particle size of the first colloidal particle is one times the particle size of the photo-semiconductor particle (or coated composite photo-semiconductor particle) and the particle size of the second colloidal particle, the spherical surface area (4πr2) / Sphere cross section (πr2) = 4, and a total of four photo-semiconductor particles (or coated composite photo-semiconductor particles) and second colloidal particles can be adsorbed around the first colloidal particles. It can be said that the coated composite optical semiconductor particles) and the second colloidal particles can be adsorbed. It is more preferable that the particle diameter of the first colloidal particle exceeds one times the particle diameter of the optical semiconductor particle (or the coated composite optical semiconductor particle), and further, the particle diameter of the first colloidal particle. Is more than twice the particle size of the optical semiconductor particle (or coated composite optical semiconductor particle), and further, the particle size of the first colloidal particle is the optical semiconductor particle (or coated composite optical semiconductor). It can be said that the case where the particle diameter is 10 times or more of the particle size is more preferable. The particle diameter of the first colloidal particles may be 1 to 1000 times the particle diameter of the optical semiconductor particles (or coated composite optical semiconductor particles). Further, the second colloidal particle is more preferably a case where the particle size of the first colloidal particle exceeds one time the particle size of the second colloidal particle, and further, the first colloidal particle. More preferably, the particle size of the particles is more than twice the particle size of the second colloidal particles. Furthermore, the particle size of the first colloidal particles is equal to the particle size of the second colloidal particles. It can be said that the case of 10 times or more is more suitable. The particle diameter of the first colloidal particle may be 1 to 1000 times the particle diameter of the second colloidal particle.
Further, the concentration of the optical semiconductor particles and the coated composite optical semiconductor particles has been described as 5%, 2.5%, etc. as described above, but may be 0.1 to 10%.
In each of the above embodiments, an example in which the photocatalyst complex is used as a coating agent is shown. However, in the case of using a paint, a pigment may be appropriately mixed in each coating agent.
Further, the present invention is not limited only to the embodiments of the above-described embodiments. For example, the optical semiconductor particles include all particles having a function as an optical semiconductor, and in addition to the optical semiconductor particles, the photocatalyst is included. It may be a particle having a function. In particular, in the above claims, “photocatalyst functional particles” may be used instead of “photosemiconductor particles”, and “coated photocatalyst functional particles” may be used instead of “coated photosemiconductor particles”. The photocatalytic functional particles mean particles having a photocatalytic function.
In each of the above embodiments, the photocatalyst complex is mixed into a coating agent or paint. However, the photocatalyst complex is not limited to the photocatalyst complex. Any compound that can be mixed is included.
FIG. 9 shows a state where the optical semiconductor particle B3 is adsorbed as a single layer, and FIG. 11 shows a state where the coated composite optical semiconductor particle B4 is adsorbed as a single layer. However, FIGS. 9 and 11 illustrate an ideal state of single-layer adsorption. FIGS. 9 and 11 schematically show the photocatalyst composite (or coated composite photo-semiconductor particles). Actually, the number of particles adsorbed on the surface of the colloidal particles is also shown in FIG. It is not necessarily shown in FIG. 9, FIG. 11 or FIG. Actually, the particles are not necessarily adsorbed without gaps as shown in FIG. 9, FIG. 11 and FIG.
Further, in each of the above embodiments, one colloidal particle having an average particle diameter is included, but a plurality of types of colloidal particles having different average particle diameters may be included. In particular, when the first colloidal particles are composed of a plurality of types of colloidal particles having different average particle diameters, the small colloidal particles enter the gaps around the large colloidal particles. Therefore, the space can be filled and the density of the coating agent can be increased.
In the description of the third to sixth embodiments, an acrylic silicon emulsion, an acrylic urethane emulsion, an acrylic emulsion, and the like have been described as examples of colloids. However, other colloids may be used.
In the third and fourth embodiments, a porous sol particle is used as an example of the second colloidal particle. In the fifth embodiment, the second colloidal particle is used. As the particles, acrylic ultrafine emulsion particles have been described as an example, but other colloidal particles may be used. In addition, although apatite has been described as an example of the adsorption function substance, other substances, that is, substances having other adsorption functions may be used.
In the above description, “titanium dioxide” may be “titanium oxide”, and “titanium oxide” may be “titanium dioxide”.
[0029]
Industrial applicability
Coating according to the inventionTo the agentAccording to this, since the first colloidal particles and the optical semiconductor particles and / or the coated optical semiconductor particles are included, the optical semiconductor particles and / or the coated optical semiconductor particles are adsorbed on the surface of the colloidal particles. Therefore, the photo-semiconductor particles and / or the coated photo-semiconductor particles can be efficiently irradiated with light on the surface of the colloidal particles, and can stably exhibit the photocatalytic function. Furthermore, since the photo-semiconductor particles and / or the coated photo-semiconductor particles can totally receive light on the surface of the colloidal particles, as in the case where the photo-semiconductor particles and / or the coated photo-semiconductor particles are dispersed. Since the photo-semiconductor particles and / or the coated photo-semiconductor particles do not interfere with light irradiation, the efficiency can be remarkably increased. Therefore, the ability of the photocatalyst to decompose organic substances can be sufficiently functioned even on a thin coating film having a small volume.
In particular, when coated optical semiconductor particles obtained by coating optical semiconductor particles with an adsorption functional substance are used, the optical semiconductor particles are coated with the adsorption functional substance, thereby improving the ability to adsorb harmful substances. In addition, since the optical semiconductor particles are not in direct contact with particles such as other base materials, it is possible to prevent the binder, the base material, and the like from being decomposed by the catalytic action of the optical semiconductor.
In particular, when the second colloidal particle or the colloidal particle in the first colloidal solution (hereinafter simply referred to as “second colloidal particle”) is used, the first colloidal particle or the like is used. The second colloidal particles and the like are further adsorbed on the surface. Therefore, the coating agent also has a function of the second colloidal particles and the like, and the multifunctionality of the coating agent can be achieved.
Further, when the particle diameter of the first colloidal particle or the like is set to be one or more times larger than the particle diameter of the optical semiconductor particle or the like, a large number of the optical semiconductor particles or the like are formed on the surface of the colloidal particle. Can adhere. Therefore, since the surface area capable of effectively exerting the photocatalytic function even in a small volume can be made extremely large, the ability of the photocatalyst to decompose organic substances can be sufficiently functioned even on a thin coating film having a small volume. It becomes possible.
Further, when the particle diameter of the first colloidal particle or the like is one or more times larger than the particle diameter of the second colloidal particle or the like, the second colloidal particle or the like is also the first colloid. A large number of particles can be adsorbed on the surface of the particle-like particles, and the second colloidal particle or the like can be sufficiently multifunctional.
Moreover, when content in the weight of the whole coating agent in the said optical semiconductor particle etc. shall be 0.1 to 10% of weight ratio, content of optical semiconductor particle is suppressed low and, therefore, a colloidal state is maintained. Therefore, it is not necessary to add a large amount of additives such as a thickener, so that the photocatalytic semiconductor particles can be suppressed from being hidden by these additives. Therefore, the photocatalyst complex is sufficiently irradiated with light, so that the photocatalyst complex can sufficiently exhibit the photocatalytic function, and the ability of the photocatalyst to decompose organic substances sufficiently functions even on a thin coating film. It becomes possible.
Further, when the particle diameter of the second colloidal particle or the like is 1 to 1.5 times the particle diameter of the optical semiconductor particle or the like, the particle diameter of the optical semiconductor particle or the like and the second colloidal shape The particle diameters of the particles are the same or approximate. Therefore, the functions of the optical semiconductor and the functions of the second colloidal particles and the like can be exhibited in a good balance.
In addition, a layer group in which layers composed of the above-described optical semiconductor particles and the second colloidal particles are laminated within a range of 1 to 5 layers is formed on the surface of the first colloidal particles and the like. When adsorbed, photocatalytic functions such as photo-semiconductor particles can be fully achieved, and at the same time, colloidal state can be maintained without adding additives, etc. Can do.
[0030]
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory view showing the structure of a photocatalyst complex in a coating agent based on the first embodiment of the present invention.The
FIG. 2 is an explanatory view showing the usage state of the coating agent according to the first embodiment of the present invention.The
FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining single layer adsorption and multimolecular adsorption, (a) is an explanatory diagram for explaining single layer adsorption, and (b) is an explanatory diagram for explaining multimolecular adsorption. InThe
FIG. 4 is an explanatory view showing the structure of the photocatalyst complex in the coating agent based on the second embodiment of the present invention.The
FIG. 5 is an explanatory diagram showing the test results.The
FIG. 6 is an explanatory diagram showing the test results.The
FIG. 7 is an explanatory diagram showing test results.The
FIG. 8 is an explanatory view showing the outline of the manufacturing process of the coating agent of the first embodiment and the second embodiment of the present invention.The
FIG. 9 is an explanatory view showing the structure of the photocatalyst complex in the coating agent based on the third embodiment of the present invention.The
FIG. 10 is an explanatory view showing the usage state of the coating agent according to the third embodiment of the present invention.The
FIG. 11 is an explanatory view showing the structure of the photocatalyst complex in the coating agent based on the fourth embodiment of the present invention.The
FIG. 12 is an explanatory view showing the structure of the photocatalyst complex in the coating agent based on the fifth embodiment of the present invention.The
FIG. 13 is an explanatory view showing the structure of the photocatalyst complex in the coating agent based on the sixth embodiment of the present invention.The
FIG. 14 is an explanatory view showing the outline of the manufacturing process of the coating agent from the third embodiment to the sixth embodiment of the present invention.
Claims (33)
コロイド状粒子と、
上記コロイド状粒子の粒径の１／１０以下の粒径を有し、コロイド状粒子の表面に吸着した光半導体粒子と、
を有することを特徴とするコーティング剤。A coating agent,
Colloidal particles,
An optical semiconductor particle having a particle size of 1/10 or less of the particle size of the colloidal particle and adsorbed on the surface of the colloidal particle;
The coating agent characterized by having.
コロイド状粒子と、
上記コロイド状粒子の粒径の１／１０以下の粒径を有し、コロイド状粒子の表面に吸着した被覆光半導体粒子であって、光半導体粒子を吸着機能物質で被覆してなる被覆光半導体粒子と、
を有することを特徴とするコーティング剤。A coating agent,
Colloidal particles,
Coated optical semiconductor particles having a particle size of 1/10 or less of the particle size of the colloidal particles and adsorbed on the surface of the colloidal particles, wherein the optical semiconductor particles are coated with an adsorption functional substance Particles,
The coating agent characterized by having.
コロイド状粒子と、
上記コロイド状粒子の粒径の１／１０以下の粒径を有し、コロイド状粒子の表面に吸着した被覆光半導体粒子であって、光半導体粒子を吸着機能物質で被覆してなる被覆光半導体粒子と、
上記コロイド状粒子の粒径の１／１０以下の粒径を有し、コロイド状粒子の表面に吸着した光半導体粒子と、
を有することを特徴とするコーティング剤。A coating agent,
Colloidal particles,
Coated optical semiconductor particles having a particle size of 1/10 or less of the particle size of the colloidal particles and adsorbed on the surface of the colloidal particles, wherein the optical semiconductor particles are coated with an adsorption functional substance Particles,
An optical semiconductor particle having a particle size of 1/10 or less of the particle size of the colloidal particle and adsorbed on the surface of the colloidal particle;
The coating agent characterized by having.
第１のコロイド状粒子と、
上記第１のコロイド状粒子の粒径の１／１０以下の粒径を有し、第１のコロイド状粒子の表面に吸着した光半導体粒子と、
上記第１のコロイド状粒子の粒径の１／１０以下の粒径を有し、多孔質コロイド状粒子により形成され、第１のコロイド状粒子の表面に吸着した第２のコロイド状粒子と、
を有することを特徴とするコーティング剤。A coating agent,
A first colloidal particle;
Have a 1/10 or less of the particle diameter of the particle size of the first colloidal particles, an optical semiconductor particles adsorbed on the surface of the first colloidal particles,
Have a 1/10 or less of the particle diameter of the particle size of the first colloidal particles are formed by a porous colloidal particles, and the second colloidal particles adsorbed on the surface of the first colloidal particles,
The coating agent characterized by having.
第１のコロイド状粒子と、
上記第１のコロイド状粒子の粒径の１／１０以下の粒径を有し、第１のコロイド状粒子の表面に吸着した被覆光半導体粒子であって、光半導体粒子を吸着機能物質で被覆してなる被覆光半導体粒子と、
上記第１のコロイド状粒子の粒径の１／１０以下の粒径を有し、多孔質コロイド状粒子により形成され、第１のコロイド状粒子の表面に吸着した第２のコロイド状粒子と、
を有することを特徴とするコーティング剤。A coating agent,
A first colloidal particle;
Have a 1/10 or less of the particle diameter of the particle size of the first colloidal particles, an adsorbed coated optical semiconductor particles on the surface of the first colloidal particles, coating the optical semiconductor particles in the adsorption function material Coated optical semiconductor particles, and
Have a 1/10 or less of the particle diameter of the particle size of the first colloidal particles are formed by a porous colloidal particles, and the second colloidal particles adsorbed on the surface of the first colloidal particles,
The coating agent characterized by having.
第１のコロイド状粒子と、
上記第１のコロイド状粒子の粒径の１／１０以下の粒径を有し、第１のコロイド状粒子の表面に吸着した被覆光半導体粒子であって、光半導体粒子を吸着機能物質で被覆してなる被覆光半導体粒子と、
上記第１のコロイド状粒子の粒径の１／１０以下の粒径を有し、第１のコロイド状粒子の表面に吸着した光半導体粒子と、
上記第１のコロイド状粒子の粒径の１／１０以下の粒径を有し、多孔質コロイド状粒子により形成され、第１のコロイド状粒子の表面に吸着した第２のコロイド状粒子と、
を有することを特徴とするコーティング剤。A coating agent,
A first colloidal particle;
Have a 1/10 or less of the particle diameter of the particle size of the first colloidal particles, an adsorbed coated optical semiconductor particles on the surface of the first colloidal particles, coating the optical semiconductor particles in the adsorption function material Coated optical semiconductor particles, and
Have a 1/10 or less of the particle diameter of the particle size of the first colloidal particles, an optical semiconductor particles adsorbed on the surface of the first colloidal particles,
Have a 1/10 or less of the particle diameter of the particle size of the first colloidal particles are formed by a porous colloidal particles, and the second colloidal particles adsorbed on the surface of the first colloidal particles,
The coating agent characterized by having.
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